Materiais de Construção Civil: Propriedades e Aplicações

MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL Fernanda Cunha Maia 2 SUMÁRIO 1 OS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL E SUAS PROPRIEDADES 3 2 AGLOMERANTES E AGREGADOS 32 3 CONCRETO 65 4 MADEIRA E METAIS 110 5 CERÂMICA E VIDRO 140 6 OUTROS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO 167 3 1 OS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO CIVIL E SUAS PROPRIEDADES Apresentação Olá caroa alunoa Este bloco assim como esta disciplina tem o objetivo de fazer uma introdução ao estudo dos materiais mais utilizados na construção civil Mas o que são os materiais de construção civil São todos aqueles materiais que serão usados na construção ou seja são todos os materiais utilizados nas obras civis desde o tijolo de uma parede até a pia da cozinha da sua casa Dessa forma é importante saber que cada material de construção tem um momento adequado para ser empregado corretamente por precisamos entender suas propriedades e como eles funcionam Portanto antes de escolher um material de construção para aplicarmos na nossa obra devemos entender qual a sua função Por exemplo seria adequado construir as estacas da fundação de um edifício utilizando somente madeira Ao final desta disciplina você será capaz de responder essa e outras perguntas sobre os materiais de construção Inicialmente neste bloco aprenderemos quais são as principais propriedades dos materiais como um todo iremos aprender também a importância dos ensaios laboratoriais e como ocorre a normatização dos materiais Em seguida faremos uma revisão sobre a atuação dos esforços nos corpos e por fim veremos quais são os materiais isolantes e condutores Sendo assim como podemos observar é importante que o Engenheiro Civil entenda e aplique nas suas atividades profissionais todos os conhecimentos sobre os materiais de construção de forma correta Nesse contexto teremos muitos desafios ao longo desta jornada de aprendizado Vamos lá 11 Breve histórico dos materiais de construção Desde a préhistória o homem começou a buscar formas de se proteger contra a ação de intempéries da natureza de forma que começaram a surgir os primeiros abrigos ou 4 seja as construções Contudo a evolução das técnicas utilizadas nas primeiras construções se deu de forma lenta pois para construílas o homem utilizava apenas os materiais de construção encontrados de forma in natura Ou seja eram utilizados materiais que estavam disponíveis em locais próximos sem a realização de técnicas de melhoramento Até aproximadamente o século XV o homem realizava pequenas mudanças na modelagem dos materiais de construção nos quais se destacavam os usos das madeiras pedras e argilas barro além de se observar usos em menor escala de metais e couros na construção Por exemplo desde os egípcios da antiguidade até a era medieval as estruturas das construções eram comumente feitas de blocos de rochas como é possível observar na figura 11 Esse material foi largamente empregado nas construções da era medieval até meados do século XIX com o início da revolução industrial e o surgimento das estruturas metálicas Figura 11 Muro de pedras a e castelo medieval b com sua estrutura de pedra material de construção bastante utilizado na época Aos poucos com o avanço das tecnologias houve um aprimoramento das técnicas de construção pois consequentemente eram necessários que os materiais fossem mais resistentes e mais duráveis Um exemplo é a descoberta do concreto armado na França em 1849 que possibilitou a construção de estruturas com vãos maiores E assim no Reino Unido foi construída a primeira ponte de concreto armado em 1870 a b 5 com um vão livre de 165 metros A descoberta do concreto armado trouxe uma verdadeira revolução nos projetos estruturais No Brasil em 1931 há a primeira publicação da primeira norma técnica em paralelo com as construções de edifícios com mais de 100 metros de altura Alguns anos antes em 1928 houve um novo salto em termos de revolução de materiais de construção com a chegada do concreto protendido permitindo construções com vãos e estruturas com balanços ainda maiores De acordo com Helene e Andrade 2010 há quatro grandes revoluções em termos de projetos de estruturas como podemos observar no Quadro 11 Quadro 11 Síntese das quatro grandes revoluções na arte de projetar e construir estruturas Fonte HELENE e ANDRADE 2010 p 917 Atualmente com os avanços tecnológicos há no mercado uma gama de alternativas disponíveis para utilizarmos em nossa obra Contudo devemos ter muito cuidado ao escolher algum material Todas as novas tecnologias apresentam vantagens e desvantagens em relação aos materiais ditos convencionais Como os materiais que 6 são utilizados no sistema de vedação da obra que passaram de blocos de pedras aos blocos de cerâmica e atualmente para blocos de concreto ou paredes de gesso dry wall prémoldados Veremos todas as vantagens e desvantagens desses materiais nos blocos a seguir 12 Ensaios Laboratoriais Quando nós compramos algum produto há certos padrões de comportamento que esperamos que eles sigam quando o utilizamos Esses padrões são importantes para que possamos identificar se aquele produto está funcionando corretamente Por exemplo ao comprarmos um chuveiro dentre os vários modelos que existem nós verificamos algumas características de acordo com o que nós queremos a voltagem a vazão a potência o design entre outros Essas características ou seja os padrões são estabelecidos por meio de diversos testes nos quais aqueles produtos são submetidos denominados Ensaios Laboratoriais Com os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais podemos estabelecer um padrão de comportamento para aquele produto de forma que é definido um controle de qualidade daquele produto Dessa forma é garantido o perfeito funcionamento de uma peça sem que haja perigo para os usuários Como os produtos que compramos no mercado o mesmo princípio se aplica aos materiais de construção civil Resumidamente para os materiais de construção civil o ensaio laboratorial ocorre em algumas etapas sequenciais Inicialmente pequenas amostras daquele material são separadas para serem analisadas as quais são denominadas Corpos de Prova Os corpos de prova são extraídos dos materiais que serão testados Após a extração e separação dos corpos de provas esses materiais são levados aos laboratórios que podem ser localizados no próprio canteiro de obras em uma sala independente usada somente para a realização dos testes figura 12 Ou os testes laboratoriais podem ser terceirizados e assim os corpos de prova são levados e recolhidos por uma equipe para um laboratório em uma área externa à obra Lembrando que o Canteiro de Obras 7 é um local anexo à área a ser construída usado como depósito de materiais alojamento oficina etc Figura 12 Corpos de prova de concreto armado separados para serem levados para os testes laboratoriais A realização dos ensaios laboratoriais geralmente é cotidiana nas obras sendo um fator de controle da qualidade importante para que todos os padrões sejam mantidos Os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais formam um memorial de dados para cada parâmetro específico e assim ajudam a identificar algum erro que possa ter ocorrido in loco Por exemplo comumente para as obras que utilizam estruturas de concreto os ensaios de resistência nessas peças são comuns Assim no momento da etapa de concretagem na obra é separado um corpo de prova do concreto utilizado Esse corpo de prova é analisado e é anotado alguns dados sobre ele como data resistência esperada entre outros como podemos observar na figura 3a e 3b Após os resultados das análises por exemplo em uma análise de compressão do concreto que podemos observar na figura 3c se os resultados das peças analisadas possuírem resistência abaixo daquela preestabelecida no projeto estrutural nós podemos tomar alguma providência em relação à falha ocorrida providenciando o reforço estrutural 8 Figura 13 Verificação das dimensões a e peso b de corpos de prova de concreto para o ensaio de resistência à compressão em uma prensa c É importante lembrar que o engenheiro deve ser o mais cauteloso possível ao realizar todos os ensaios laboratoriais em uma obra nos quais é recomendado sempre realizar os testes seguindo as normas técnicas específicas do ensaio a ser realizado Quanto mais criteriosas forem as preparações e realizações dos testes laboratoriais mais confiáveis serão os resultados obtidos Já que devemos nos lembrar que os limites de resistência apresentados pelos corpos de prova nos ensaios laboratoriais dependem de fatores tecnológicos que influenciam o resultado daquele teste Assim como os fatores naturais intrínsecos ao material os fatores tecnológicos como dimensões do corpo de prova processo de execução dos ensaios velocidade da aplicação dos esforços e a distribuição das tensões internas nas peças também terão influência no resultado dos ensaios Nesta disciplina frequentemente utilizaremos os resultados de ensaios laboratoriais para explanar conceitos importantes a b c 9 13 A importância da normatização De acordo como a Associação Brasileira de Normas Técnicas a ABNT a Normatização pode ser resumida como o processo de formulação e aplicação de regras para a solução ou prevenção de problemas através de normas técnicas ABNT sd sp Na qual ainda a conceituação da normatização pode ser definida como A normatização é assim o processo de formulação e aplicação de regras para a solução ou prevenção de problemas com a cooperação de todos os interessados e em particular para a promoção da economia global No estabelecimento dessas regras recorrese à tecnologia como o instrumento para estabelecer de forma objetiva e neutra as condições que possibilitem que o produto projeto processo sistema pessoa bem ou serviço atendam às finalidades a que se destinam sem se esquecer dos aspectos de segurança ABNT sd sp Em um contexto no qual temos uma exigência do mercado consumidor cada vez maior e a necessidade de incorporar corretamente o uso de diversas tecnologias o uso das normas técnicas é justificado em especial nas construções civis De forma que as normas técnicas são importantes pois a Garantem a qualidade de certo produto ou serviço assim quando dizemos que algum produto está dentro das normas reguladoras podemos dizer que sua qualidade está garantida b Fornecem todas as diretrizes necessárias para a proteção tanto do consumidor quanto do engenheiro contra acidentes c Buscam sempre a melhor e mais correta maneira de executar novas tecnologias evitando o desperdício d Propiciam um comércio internacional mais fácil garantem todas as questões de qualidade acerca de um produto por exemplo e Minimizam os impactos ambientais protegendo o meio ambiente 10 131 Tipos de Normas Podemos dividir as normas técnicas em diversas categorias pelo assunto abordado pela associação ou empresa responsável pela confecção dela pela origem nacional regional ou internacional No qual entre as normas internacionais mais conceituadas podemos citar a Internacional Standart Organization ISO e a Internacional Eletrotechnical Commission IEC As normas internacionais são aplicadas para produtos e serviços que visam o mercado exterior ou serão comercializadas fora do país Já as chamadas normas regionais são aquelas aplicadas em um grupo de países que devem possuir o mesmo conteúdo porém se necessário traduções para a língua falada localmente Já as normas confeccionadas pelas empresas ajudam seus funcionários a cumprirem as suas tarefas do cotidiano No Brasil as normas técnicas são regidas pela ABNT E no site da ABNT httpwwwabntorgbr1 há diversas normas publicadas homologadas e revisadas São separadas de acordo com seu propósito e podem ser consultadas no próprio site Na figura 14 podemos observar um exemplo da capa de uma norma técnica e suas informações básicas 1 Acesso em 18 mar 2021 11 Figura 14 Capa de uma norma técnica e suas informações básicas Fonte Adaptado da ABNT 2008 14 Propriedades gerais dos materiais As propriedades gerais dos materiais são todas aquelas propriedades comuns aos materiais em geral e levam em consideração as suas características físicas Você provavelmente aprendeu um pouco sobre todas essas propriedades na disciplina de Ciências dos Materiais aqui no curso de Engenharia Civil Contudo a seguir faremos uma breve revisão sobre o assunto Vamos lá Número da Norma Últimas revisões do conteúdo da norma Título da norma Palavraschave que podem ser utilizadas para encontrar a norma no Site Referência da norma 12 São chamadas propriedades dos materiais as qualidades as características o comportamento de um determinado corpo em contato com agentes externos E essas propriedades variam de acordo com a natureza do material analisado e exposto a esses agentes É importante lembrarmos as propriedades dos materiais pois os engenheiros conseguirão escolher com certeza o material mais adequado para aquela situação através dos conhecimentos dessas propriedades Porém primeiramente vale salientar que as propriedades gerais são aplicadas a todos os materiais no entanto há casos específicos em que não há sentido a aplicação de algumas dessas propriedades gerais a um material Já que nesses casos a própria natureza do material implica em um estudo mais aprofundado de outras propriedades Por exemplo é importante estudar a umidade da madeira pois a resistência de uma peça é alterada de acordo com a variação dessa propriedade Já para os materiais metálicos a umidade não é uma propriedade interessante pois a peça em si não absorve essa umidade Esses casos específicos serão aprofundados à medida que avançamos nossos estudos dentro da unidade destinada àquele material De acordo com Bauer 2008 a seguir lembraremos de algumas das propriedades gerais dos materiais Nos quais podemos destacar Massa Dois conceitos que muitas vezes se confundem no momento que estudamos as propriedades gerais dos materiais são os conceitos de Massa e Peso que são utilizados como sinônimos Mas a massa pode ser definida como a quantidade de matéria constante de um corpo ocupando um lugar no espaço independente do lugar que ele esteja Peso Já o peso é conceituado como a força que atrai a massa para o centro da Terra e varia dependendo do local onde o corpo esteja Dessa forma o peso de um corpo irá variar de acordo com a ação da gravidade a qual ele está submetido diferente da massa que é constante 13 Volume O conceito de volume é muito importante na engenharia civil O volume pode ser definido como o espaço que certa quantidade de matéria ocupa ou seja é o espaço que um corpo irá ocupar E o volume é importante pois o engenheiro no seu dia a dia irá muitas vezes mensurar seus insumos através do volume Lembrese que as unidades de volume apresentam três dimensões já que representa altura x comprimento x largura sempre em unidades elevadas ao cubo como você pode observar na figura 5 Figura 15 Figura em 3D que representa o 1 m³ uma das unidades de volume muito utilizadas na construção civil Extensão ou Comprimento É a propriedade física de um corpo que expressa a distância ou o espaço que o corpo ocupa em uma determinada dimensão A extensão é comumente conceituada como o comprimento daquele corpo bem como sua altura ou largura sempre expressa em unidades de distância em metro e suas subunidades É importante lembrarmos que muitos dos materiais de construção civil são vendidos através da sua extensão sendo popularmente falado vendidos no metro 14 Porosidade É a propriedade da matéria que determina se ela possui ou não estrutura contínua se há espaço entre as suas partículas os chamados poros A porosidade também está associada à permeabilidade dos corpos e assim a capacidade ou não de deixar passar por uma estrutura algum líquido Na engenharia civil a porosidade vem sendo amplamente estudada em materiais como o Concreto Permeável ou Poroso figura 16 por suas diversas qualidades em absorver água que iremos estudar mais à frente no bloco sobre concreto Figura 16 Estrutura porosa de um concreto permeável Dureza Apesar de comumente associarmos a dureza ao grau de solidez de um corpo na verdade a dureza é a capacidade que os corpos possuem de se opor ao serem riscados A dureza está normalmente associada à resistência que um corpo tem de resistir quando nele é aplicada uma força 15 Ductilidade É definido como a capacidade de um material formar fios e permanecer neste formato indicando também um grau de maleabilidade do material A ductilidade é também a propriedade que os materiais possuem de deformar sem romper A ductilidade é uma propriedade muito importante para os metais em geral e principalmente para o aço como veremos no bloco sobre metais Figura 17 Cabos de aço material que possui como propriedade a ductilidade Durabilidade É a propriedade que os corpos possuem de permanecer inalterados ao decorrer do tempo de forma que um produto durável é sinônimo de um produto de boa qualidade pois permanecerá inalterado por muito tempo Elasticidade É conceituada como a tendência que os corpos possuem de retornar à sua forma anterior mediante a ação de um agente externo Iremos aprender sobre essas ações externas a seguir neste bloco 16 Plasticidade É a propriedade que indica a capacidade dos corpos em formarem lâminas ao se adelgaçarem afinarem sem se romperem Alguns materiais ao se deformarem possuem comportamento linear existindo uma linearidade regida pela lei de Hooke Densidade A densidade é uma grandeza intrínseca de cada material e é popularmente conhecida apenas como a relação entre a massa e o volume de um corpo Contudo a densidade de um corpo representa ainda a relação entre a massa de um corpo e a massa que o mesmo volume de água destilada e a 4oC ocupa Na prática isso significa que a densidade de um corpo pode mudar a depender da temperatura e pressão nos quais aquele corpo se encontra Densidade ρ Massa do corpo Volume da água que a massa do corpo ocupa Massa específica Matematicamente também é a relação entre a massa e o volume de um determinado corpo A diferença entre a massa específica e a densidade é que embora os conceitos sejam análogos a densidade leva em consideração que as substâncias analisadas são homogêneas isotrópicas e não possuem vazios Diferentemente da massa específica que pode ser aplicada para corpos que possuem vazios entre suas estruturas por exemplo areias Massa Específica Massa do corpo Volume do corpo 17 Peso específico É a relação entre o peso e o volume de um determinado corpo de forma que o peso específico leva em consideração a aceleração da gravidade daquele local Peso Específico Peso do corpo Volume do corpo Resistência aos Esforços Capacidade que o material possui de resistir a uma força externa a ele aplicada Na disciplina de Resistencia dos Materiais você irá aprender a fundo sobre a resistência dos corpos 15 Os esforços que atuam nos corpos Os corpos estão sujeitos às forças externas chamadas de esforços ou ainda de ações externas ou solicitações Os esforços podem ser aplicados nos materiais de construção em seu cotidiano de forma isolada ou combinada As principais ações aplicadas nos materiais de construção são o peso próprio da construção ação do vento cargas móveis cargas da construção sismos terremotos variação de temperatura ao longo do tempo entre outros A maneira como as ações são aplicadas nas peças produzem efeitos diferentes nos corpos Assim esse modo de aplicação produz esforços classificados em Compressão Tração Flexão Torção e Cisalhamento A reação dos corpos quando um esforço é aplicado dependerá da natureza dos materiais que influenciam também no modo como os materiais resistem a esses diferentes tipos de ações A reação de cada material de construção bem como as diferentes resistências dos respectivos materiais serão estudados nos blocos a seguir 18 Compressão Os esforços de compressão são aquelas solicitações que provocam um encurtamento do material aplicadas na mesma direção e sentido contrário Comumente nas construções os pilares são estruturas que estão submetidas a esforços de compressão Geralmente as peças estruturais em uma construção civil estão submetidas a diversos tipos de esforços atuando ao mesmo tempo Na figura 18 abaixo podemos observar como se comporta a compressão em um corpo de madeira na qual as setas apresentam o sentido da força aplicada Figura 18 Esforço de Compressão aplicados em um corpo de madeira a pilares submetidos a esforços de compressão b Tração Os esforços que provocam o alongamento da peça são chamados de esforços de tração que possuem mesma direção e sentidos contrários Analogamente podemos comparar a tração com a força aplicada por pessoas puxando as pontas de uma corda por exemplo Na construção civil um exemplo clássico de peça submetida aos esforços de tração são os cabos de aço que ficam tracionados dentro do concreto protendido Além disso é importante aprendermos desde já que materiais como a madeira em geral possuem maior resistência à tração do que à compressão Ela possui resistência à tração semelhante ao Aço A madeira possui consistência fibrosa ou seja possui fibras a b 19 na sua composição Assim no sentido das fibras o esforço de tração se distribui e consequentemente torna a peça resistente ao esforço Veja abaixo como se comporta a tração na figura 19 Figura 19 Esforço de Tração aplicados a um corpo de madeira a Pessoa aplicando esforço de tração a uma corda b Flexão Já os esforços de flexão são os que provocam encurvamento do material As ações são aplicadas na direção perpendicular ao qual são deformadas Esforços de tração e compressão estão presentes na flexão Ou seja partes da peça estão sofrendo esforços de tração e outras partes estão sob ação da compressão As vigas são peças estruturais que estão preponderantemente submetidas aos esforços de flexão Veja na figura 110 como se comportam os esforços de flexão a b 20 Figura 110 Esforço de Flexão aplicado a um corpo de madeira a Exemplo de uma estrutura de viga b Torção A Torção é o esforço que tende a girar a peça pois é aplicado no sentido rotacional da peça É o esforço que aplicamos em um parafuso por exemplo Veja na figura 111 uma representação do esforço de torção aplicado a um corpo de madeira Figura 11 Esforço de Torção aplicado a um corpo de madeira a b 21 Cisalhamento O cisalhamento é a ação que submete uma peça a um deslocamento paralelo em sentidos opostos Tende a formar duas peças Esse esforço provoca ruptura por cisalhamento Na natureza um exemplo comum do resultado dos esforços de cisalhamento são as movimentações de placas tectônicas nas quais podemos observar as diversas camadas do solo se quebrando ou rasgando Na figura 112 veja um exemplo do esforço de cisalhamento aplicado a uma peça de madeira Figura 112 Esforço de Cisalhamento aplicado a um corpo de madeira a Movimentação de uma placa tectônica decorrente de esforços de cisalhamento b 16 Materiais condutores e isolantes térmicos Por morarmos em um país tropical com temperaturas predominantemente quentes cada vez mais nos preocupamos com o conforto térmico das nossas construções não é mesmo De forma que a demanda por condicionadores de ar ventiladores e climatizadores de ar aumenta com o passar do tempo Contudo esses aparelhos a b 22 também consomem muita energia elétrica E esse é um dos diversos motivos pelos quais nós engenheiros devemos nos preocupar com a utilização de materiais tendo em vista as suas propriedades térmicas em nossas construções Também há situações nas quais são necessárias a utilização de bons condutores térmicos Nesse contexto primeiramente é importante aprendermos que a estrutura dos átomos de um material será a responsável por determinar se um material de construção será um bom isolante ou condutor térmico Resumidamente com relação à estrutura molecular a facilidade na qual os elétrons de um material conseguem transitar será determinante para a classificação dos materiais em isolantes ou condutores de calor E essa propriedade de permitir o maior trânsito de elétrons se chama Condutibilidade Térmica e consequentemente permite o fluxo de calor Mas o que são os materiais condutores e isolantes térmicos Os materiais condutores térmicos são aqueles que permitem o fluxo de calor entre os corpos e assim apresentam alta condutibilidade térmica Os materiais isolantes térmicos por outro lado são aqueles que não permitem a passagem ou o fluxo de calor entre os corpos e consequentemente apresentam baixa condutibilidade térmica No nosso dia a dia nós nos deparamos com aplicações corriqueiras do conceito de condutibilidade térmica dos materiais utilizandoos mesmo sem perceber Isso acontece quando inconscientemente você escolhe uma panela de metal ou uma xícara de cerâmica Para uma construção nós aplicamos esses mesmos princípios da utilização diária Os metais em geral são bons condutores térmicos sendo utilizados em situações em que é necessário o rápido esfriamento ou aquecimento de construções como em cozinhas industriais e câmaras frias em indústrias A utilização de condutores térmicos na construção civil é específica para casos semelhantes Já a aplicação de materiais isolantes térmicos nas construções é ainda mais importante do que os materiais condutores Nesse sentido há no mercado muitas opções de 23 produtos com esse objetivo Lembrando que o isolamento térmico em ambientes ajuda inclusive na economia de energia elétrica Assim ao utilizar materiais isolantes por exemplo telhas cerâmicas que são materiais isolantes térmicos clássicos e funcionam como uma barreira térmica para os raios solares utilizaremos menos os condicionadores de ar Motivo pelo qual também não são recomendadas as telhas metálicas para locais muito quentes Veja a seguir os principais materiais de construção isolantes térmicos Telhas em uma edificação os telhados são as partes que mais recebem raios solares e os raios solares são os responsáveis pelo aquecimento daquela construção através de um fenômeno chamado radiação térmica Nesse sentido as telhas podem e devem ser feitas de materiais isolantes Nesse contexto podemos encontrar como produtos que possuem propriedades isolantes as telhas de cerâmica e as telhas de fibrocimento que são as mais indicadas Além disso há também a possibilidade de adotar uma subcobertura ao construir um telhado que é a fixação de uma manta colocada entre o telhado e o forro confeccionado em material isolante como lã de vidro e cortiça entre outros Figura 113 Telhas 24 Tetos o calor vindo dos raios solares nos telhados desce para as outras estruturas da construção através de um fenômeno chamado convecção do ar Esse fenômeno ocorre pela movimentação do ar que possuindo temperaturas diferentes possuem também densidades diferentes Essa diferença de densidade é responsável pela movimentação do ar nos espaços Uma opção que pode ser adotada para os tetos é a mesma dos telhados como uma subcamada de materiais isolantes mantas de lã de vidro lã de rocha cortiças entre outros Figura 114 Lã de rocha Lajes e pisos em construções que apresentam lajes e pisos na parte superior da construção em substituição aos telhados a fase de impermeabilização trará um certo conforto térmico às construções além da proteção contra as infiltrações As lajes e os pisos de concreto podem ainda possuir algumas camadas de materiais isolantes em sua construção como os já citados Além disso outra solução para trazer conforto térmico aos andares abaixo das lajes expostas ao sol é a construção de telhados verdes Os telhados verdes Figura 115 são as construções de gramados e jardins acima das lajes em pisos superiores e são bastante eficazes em termos de conforto térmico dos ambientes internos a sua instalação 25 Figura 115 Telhado verde Paredes as paredes das construções também recebem calor direto proveniente dos raios solares por isso são tão importantes na fase de isolamento Nesse sentido os tijolos cerâmicos são os mais indicados para trazer o conforto térmico dos ambientes internos E os ambientes internos por sua vez podem possuir paredes com alguns materiais para intensificar o conforto com camadas dos materiais já citados e até a fixação de revestimentos em tecidos apropriados para isso até a cor da pintura pode influenciar nesse conforto Além disso outra solução que pode ser adotada são os jardins verticais Figura 116 uma solução sustentável que evita a troca de calor entre os ambientes externos e internos Figura 116 Jardim vertical 26 17 Materiais condutores e isolantes acústicos O isolamento acústico é uma série de técnicas e materiais aplicados à construção com o objetivo de isolar ou diminuir o fluxo de sons e ruídos entre ambientes Atualmente a demanda pelo isolamento acústico vem cada vez mais aumentando E isso se deve também pelo aumento de ruídos em grandes cidades de modo que serão necessários ambientes que possuam o isolamento acústico De acordo com Gonçalves e Carvalho 2018 com o aumento das construções brasileiras nos anos 70 houve também uma procura pela utilização de materiais mais baratos o que resultou no aumento de transtornos trazidos pelo aumento de ruídos no dia a dia das pessoas Isso também se deu pela utilização de estruturas mais esbeltas com fachadas expostas sem tratamento acústico GONÇALVES e CARVALHO 2018 Há uma pequena diferença entre os materiais classificados como isolantes acústicos e os materiais que são ditos como os que absorvem o som De forma que podemos definir Os materiais isolantes acústicos são aqueles que impedem a propagação do som e assim funcionam como uma barreira na passagem do ruído de forma que os materiais isolantes fazem essa barreira entre os ambientes Os materiais que absorvem o som são aqueles que possuem a propriedade de absorver o som transformando a energia sonora proveniente dos ruídos em outros formatos de energia como energia térmica e mecânica Os materiais que absorvem o som são os que possuem a capacidade de absorver o som inibindo a energia sonora Além do isolamento acústico atualmente no mercado há técnicas que equalizam combinando os dois tipos de materiais isolantes e absorventes de som com o objetivo de adequar e distribuir igualmente os sons ao longo do ambiente promovendo o que é denominado de condicionamento acústico A equalização do som é geralmente utilizada em locais que possuem como objetivo a diminuição de ruídos nos ambientes como em estúdios de música ou gravações Outro caso é a redução de 27 ruídos em restaurantes para que as pessoas que estão ali não se sintam desconfortáveis e assim são utilizadas técnicas de equalização sonora Agora na figura 117 veja um resumo dos principais materiais utilizados como isolantes e absorventes de ruídos disponíveis no mercado da construção civil Figura 117 Resumo dos principais materiais de construção utilizados para trazer conforto acústico aos ambientes Materiais convencionais São aqueles que possuem propriedades de isolamento ou seja de vedação Como vantagens podemos citar o bom isolamento acústico entre ambientes Como exemplos destes tipos de materiais temos blocos cerâmicos bloco de concretoconcreto celular bloco de sílico calcário madeira vidro etc Materiais não convencionais Inovações São os materiais que foram criados com o principal objetivo de isolamento acústico em diferentes ambientes Além disso alguns desses materiais ainda possuem vantagens em conforto térmico Como exemplo podemos citar lã de vidro lã de rocha vermiculita espumas elastoméricas inovação ecológica etc Fonte adaptado de CATAI PENTEADO e DALBELLO 2006 28 18 Materiais condutores e isolantes elétricos Em uma construção é muito importante que os aparelhos que necessitam de energia elétrica funcionem corretamente Por isso nós engenheiros devemos entender um pouco como funciona a condução de eletricidade nos diversos materiais de construção até mesmo por outro lado trabalharmos e fornecermos segurança contra descargas elétricas aos usuários daquele aparelho Os materiais são classificados em isolantes e condutores elétricos de forma análoga aos condutores e isolantes de calor conforme a disponibilidade de trânsito que os elétrons da sua estrutura possuem Os materiais condutores elétricos são aqueles que permitem o trânsito de elétrons com facilidade ao longo do seu corpo e consequentemente possibilitam a passagem da corrente elétrica facilmente se houver diferença de potencial elétrico Os materiais isolantes elétricos ao contrário do que podemos imaginar são aqueles que evitam o trânsito da corrente elétrica que circula nele Dessa forma os materiais isolantes elétricos são os que possuem sim poucos elétrons livres mas ao contrário dos materiais condutores seus elétrons livres só irão se movimentar se forem aplicadas cargas altas de energia elétrica ao corpo Os metais são bons condutores de eletricidade por isso são os materiais mais utilizados como fios e cabos condutores de eletricidade Dentro dos metais os cobres se destacam na fabricação dos condutores elétricos em seguida de fios de alumínio e prata Já em termos de materiais isolantes elétricos se destacam as borrachas o cloreto de polivinila mais conhecido como PVC vidros e madeiras em geral Os condutores elétricos são materiais de construção civil muito utilizados nas obras por isso é importante entendermos como eles são formados Os materiais utilizados na fabricação dos condutores são na maioria das vezes o cobre ou o alumínio para a parte dos cabos e fios chamados de almas Em seguida os fios ou cabos são cobertos por um material isolante que evitará que a corrente entre em contato com outras 29 partes chamados de isolação Por fim há a cobertura feita de um material polimérico que possui como objetivo proteger as isolações Na figura 118 você poderá observar essas estruturas Figura 118 Estrutura de um condutor elétrico de dentro para fora em alma isolação e cobertura Conclusão Caroa alunoa nesse bloco foi dada a largada aos estudos do mundo dos materiais de construção civil Nós aprendemos a importância desta disciplina materiais de construção civil também aprendemos como os ensaios laboratoriais são importantes e porque é imprescindível normatizar os nossos serviços como engenheiros e os próprios materiais de construção civil Não obstante revisamos as propriedades gerais dos corpos e os tipos de ações que atuam sobre eles E finalizamos esse bloco com uma pincelada a respeito dos materiais isolantes e condutores elétricos térmicos e acústicos Contudo ainda temos muito o que aprender em termos de materiais de ALMA ISOLAÇÃO COBERTURA 30 construção portanto veremos cada uma de suas particularidades Até o próximo bloco REFERÊNCIAS ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas NBR 9574 Normas para Execução de impermeabilização Rio de Janeiro ABNT 1986 NBR 9952 Manta asfáltica com armadura para impermeabilização requisitos e métodos de ensaio Rio de Janeiro ABNT 1998 BAUER L A F Materiais de Construção Vol 2 São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2008 CATAI E PENTEADO A e DALBELLO P Materiais técnicas e processos para isolamento acústico In 17º CBECIMat Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais 15 a 19 de novembro de 2006 Foz do Iguaçu 2006 HELENE P ANDRADE T Concreto de Cimento Portland In Geraldo C Isaia Org Materiais de Construção Civil e Princípios de Ciência e Engenharia dos Materiais São Paulo Ibracon 2010 RIGHI G V Estudo dos Sistemas de Impermeabilização Patologias Prevenções e Correções Análise de Casos Dissertação de Mestrado Universidade Federal de Santa Maria Santa Maria UFSM 2009 Referências Complementares ARAÚJO R C L RODRIGUES L H V FREITAS E G A Materiais de construção Rio de Janeiro Editora Universidade Rural 2000 BAUER L A F Materiais de Construção Vol 1 São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2016 31 BISTAFA S R Acústica aplicada ao controle do ruído São Paulo Edgard Blücher 2006 PEREIRA F dos S Impermeabilização de Lajes de Cobertura com Manta Asfáltica In Revista Científica Semana Acadêmica Fortaleza ano MMXVIII Nº 000148 23 nov 2018 Disponível em httpsbitly39Eg9pB Acessado em 26 jan 2021 PICCHI F A Impermeabilização de cobertura São Paulo Pini 1986 32 2 AGLOMERANTES E AGREGADOS Apresentação Caroa aluno a estudaremos a seguir os Aglomerantes e os Agregados da construção civil e assim veremos dentro deste bloco o que eles são como eles surgiram nas construções civis a importância desses materiais os processos que eles sofrem até se tornarem um produto suas propriedades suas composições seus tipos e usos Primeiramente no âmbito dos Aglomerantes Asfalto Cal Gesso e Cimento estudaremos seus diversos tipos e suas funções dentro de uma obra Com destaque para um aglomerante muito importante o Cimento e portanto compreenderemos o porquê do seu uso ser tão difundido Na sequência estudaremos os Agregados e então serão discutidos também neste bloco as britas as areias e as argilas Veremos também os métodos de classificação dos Agregados extremamente importantes para a construção civil pois são decisivos na sua utilização desde a construção de uma parede que utilizará argamassa até sua larga utilização para a fabricação do Concreto Você já percebeu como este bloco será importante não é mesmo Bons estudos 21 Os Aglomerantes Segundo os autores Araújo Rodrigues e Freitas 2000 o aglomerante é o material ativo ligante em geral pulverulento cuja principal função é formar uma pasta que promove a união entre os grãos do agregado próximo tema deste bloco Ou seja o aglomerante nada mais é do que a cola que mantém juntas as partes constituintes dos agregados britas areias e argilas por exemplo formando concretos e argamassas ARAÚJO RODRIGUES FREITAS 2000 33 Dessa forma a junção entre os aglomerantes e água formam uma pasta largamente utilizada nas obras preparadas sozinhas podem ser utilizadas nos rejuntes de azulejos por exemplo Tipos de aglomerantes Podemos dividir os aglomerantes em três tipos levando em consideração seu processo de endurecimento ou seja o processo de reação química que o faz endurecer e seu princípio ativo a Aéreos são os que endurecem pela reação química que ocorre quando o aglomerante entra em contato com o CO2 presente no ar atmosférico Exemplo Cal aérea Figura 21 Cal aérea b Hidráulicos são os que endurecem pela presença da água na pasta ou seja pelo processo de hidratação Exemplo Cimento Portland 34 Figura 22 Cimento Portland c Poliméricos são os que endurecem pela reação química de polimerização de um material polimérico presente na pasta Lembrando que os materiais poliméricos são aqueles formados por partes menores de monômeros como os hidrocarbonetos derivados do petróleo Exemplo Asfalto Figura 23 Asfalto Um conceito que devemos aprender para entendermos bem os aglomerantes é o da pega A pega está ligada ao processo que faz o aglomerante endurecer quer dizer é a propriedade dos aglomerantes de perder sua plasticidade Por exemplo ao entrar 35 em contato com o ar e com o CO2 uma pasta composta de cal aérea começa a endurecer e aos poucos perde sua fluidez sua plasticidade Esse é o fenômeno de pega e cada fase dele tem características bem definidas que devem ser cuidadosamente observadas no preparo da pasta Figura 24 Curva de hidratação do gesso Fonte adaptado de ANTUNES JOHN ANDRADE 1999 Conforme mostrado no gráfico com o avanço do tempo o aglomerante sofre reações químicas que interferem em seu estado e no caso do gesso em sua temperatura O período inicial da solidificação da pasta é chamado início de pega que será contabilizado a partir do início das reações químicas que compõem a pasta Então contamos que o início de pega começa quando formamos a mistura da pasta Já o fim de pega é contabilizado quando a pasta está totalmente sólida figura 24 Por meio dos tempos de início e fim de pega podemos comparar os tipos adequados de aglomerantes saber a qualidade do produto e avaliar o tempo disponível que temos para utilizar a pasta em nossas atividades na obra sem que ela endureça ARAÚJO RODRIGUES FREITAS 2000 A seguir veremos os principais aglomerantes em detalhes 36 22 Aglomerantes o asfalto Especialmente nas grandes cidades o asfalto está por toda parte em ruas avenidas estradas e rodovias Você já deve ter visto muitos asfaltos ao longo de sua vida mas já se perguntou qual a origem desse material como ele é feito e quais usos podem ser feitos dele além da pavimentação O asfalto é um material conhecido por estar presente em muitos petróleos É um material de cor preta classificado como um hidrocarbonado Segundo Bauer 2008 o asfalto pode vir de diferentes processos de tratamento industrial originando uma variedade de produtos Seus depósitos naturais podem conter o asfalto puro ou misturado às impurezas que devem ser retiradas Figura 25 O asfalto sendo aplicado em uma estrada É um material bastante interessante para o engenheiro por ser uma cola forte ligante durável resistente adesiva e impermeável É plástica então moldável a diversas situações e além disso é resistente ao ataque de ácidos 37 Tipos de asfaltos O asfalto possui diversos usos para a construção em geral É largamente utilizado na confecção de estradas na fase de impermeabilização da obra e como isolante elétrico Pode ser classificado em a Cimentos Asfálticos são os asfaltos considerados termoplásticos em altas temperaturas são mais fluidos endurecendo à medida que são resfriados Uso pavimentação b Asfaltos líquidos são os asfaltos que possuem volatilidade variada de acordo com a composição assim tem a cura em tempos variados Uso impermeabilizante c Emulsões asfálticas são os asfaltos compostos de cimentos asfálticos e água dando origem a uma mistura homogênea Uso pavimentação 23 Propriedades dos asfaltos materiais impermeabilizantes mantas asfálticas Prezadoa alunoa você provavelmente já deve ter visto nas construções o estrago que uma infiltração pode fazer a uma parede por exemplo Portanto faremos um parêntese neste momento no subtema 23 para que você conheça um tipo de material de construção muito importante os impermeabilizantes em especial as mantas asfálticas Em 1992 na NBR 12190 ABNT 1992 o processo de impermeabilização era definido como a proteção aplicada aos materiais com o intuito de protegêlos contra a ação da água por exemplo em ocasiões de infiltrações A partir de 2003 ABNT 2003 esse conceito mudou um pouco e a impermeabilização passou a ser definida também como todo um processo em um conjunto de operações em camadas diferentes com o objetivo de proteger as construções das infiltrações 38 Picchi 1986 apud RIGHI 2009 p 16 discute a importância dessa etapa nas construções a impermeabilização é considerada um serviço especializado dentro da construção civil sendo um setor que exige uma razoável experiência no qual detalhes assumem um papel importante e onde a mínima falha mesmo localizada pode comprometer todo o serviço Além disso há necessidade de acompanhamento da rápida evolução dos materiais e sistemas o que propicia o surgimento de projetistas especializados Além disso a etapa de impermeabilização assume um papel importantíssimo nas construções pois é responsável também pelo surgimento de diversas patologias que você irá aprender nos últimos dois módulos do curso e consequentemente na durabilidade das construções As impermeabilizações podem ser classificadas de duas formas rígidas ou flexíveis As impermeabilizações do tipo rígidas são na maioria das vezes comercializadas em forma de aditivos líquidos que se solidificam ao serem aplicados de forma isolada ou misturados às argamassas Já os impermeabilizantes flexíveis são aqueles que possuem o formato de membrana ou manta Os impermeabilizantes flexíveis são préfabricados ou moldados in loco mas também precisam ser totalmente solidificadas para garantir a impermeabilização Para áreas que possuem estruturas com maiores movimentações como as dilatações térmicas por exemplo os sistemas flexíveis são os mais indicados No quadro 21 temos um resumo dos principais tipos de mantas asfálticas utilizadas na impermeabilização com sistemas flexíveis Os sistemas rígidos serão estudados no bloco 6 subtema 67 da nossa disciplina 39 Quadro 21 Principais tipos de mantas asfálticas utilizadas na etapa de impermeabilização por sistemas flexíveis 1 Mantas elastoméricas Mantas asfálticas de alto desempenho à base de asfalto modificado com alto teor 13 de polímeros de SBS estirenobutadienoestireno ou polímeros elastoméricos estruturadas com armadura não tecida de poliéster Mantas tipo III ou IV conforme norma NBR 995298 da ABNT 2 Mantas modificadas com polímeros Mantas asfálticas à base de asfalto modificado com polímeros elastoméricos e plastoméricos estruturadas com armadura não tecida de poliéster Manta tipo III conforme norma NBR 995298 da ABNT Mantas asfálticas à base de asfalto modificado com polímeros elastoméricos e plastoméricos estruturadas com armadura de véu de fibra de vidro para lajes internas pisos frios baldrames e como manta de sacrifício para o sistema de dupla camada 3 Mantas plastoméricas Mantas asfálticas à base de asfalto modificado com polímeros plastoméricos estruturadas com armadura não tecida de poliéster Mantas tipo III conforme Norma NBR 995298 da ABNT Fonte adaptado de PEREIRA 2018 24 Aglomerantes cal e gesso Vejamos a seguir com mais destaque dois aglomerantes muito importantes e muito utilizados na construção civil as cales e os gessos Esses materiais são utilizados nas obras brasileiras por isso é imprescindível que aprendamos um pouco sobre eles Vamos lá 40 241 Cal Sabe aquelas construções mais antigas com fachadas brancas Geralmente nas pinturas dessas obras foi utilizada a cal A cal é um aglomerante que foi muito usado não só na fase de pintura no passado e nas civilizações antigas principalmente na civilização romana BAUER 2008 Ela é proveniente da calcinação de rochas calcárias processo que ocorre por meio de altas temperaturas além de outros procedimentos A qualidade final da cal dependerá da qualidade da matériaprima isto é das rochas calcárias utilizadas e do processo de fabricação a qual foi submetida veja na figura 26 um exemplo da utilização das cales As rochas calcárias são aquelas compostas por calcita que é o carbonato de cálcio CaCO3 Figura 26 Antigamente os campos de futebol eram demarcados com Cal que demonstram os limites do campo Atualmente o maior emprego das cales se dá na mistura com o cimento Portland pois por possuir grãos finíssimos a cal traz mais fluidez coesão e retenção de água às argamassas A cal também proporciona uma maior plasticidade às pastas o que faz com que elas apresentem menor fissuração e maior aderência Outra utilização comum da cal é sua aplicação em pinturas caiação Dissolvida em água na proporção 41 1 kg de cal para 3 litros de água a mistura de cal para pintura é denominada comumente de nata de cal e é interessante lembrarmos que além da cobertura a pintura de cal traz um efeito antimofo 242 Gesso O gesso foi inicialmente utilizado pelo homem apenas para obras de arte e decoração e é um dos mais antigos materiais de construção civil PERES et al 2001 É um aglomerante aéreo que vem sendo cada vez mais utilizado no Brasil devido aos seus diferentes tipos que você conhecerá mais adiante A gipsita minério muito abundante no país cujo principal constituinte é o sulfato de cálcio CaSO4 é a base da composição do gesso O gesso é um aglomerante obtido pelo aquecimento da gipsita de pega rápida Ao adicionarmos água se torna plástico fase fresca e de superfície lisa e na fase endurecida é resistente características muito interessantes para os engenheiros utilizarem nas construções em geral Tem composição química essencialmente de sulfatos de cálcio principalmente de anidros de cálcio e das impurezas Como impurezas podemos citar as sílicas alumina e óxido de ferro de acordo com a norma NBR 132072007 Gesso para Construção Civil Figura 27 Operador instalando placa de Drywall 42 Como o gesso tem a capacidade de endurecer rapidamente aliado a capacidade de moldagem o gesso tem grande destaque na etapa de revestimento de uma obra Assim podemos citar decoração de interiores como detalhes de rodapé e roda teto placas de divisórias e placas de forro Seu uso para exteriores e áreas molhadas não é recomendado sem o uso de um aditivo impermeabilizante pois pode se decompor em efeito de sua solubilidade em água O gesso pode ser adquirido como pó em sacos de 20 kg e 40 kg já citado anteriormente e assim a pasta é fabricada e aplicada na própria obra usado para aplicações em detalhes e acabamento Porém hoje em dia temos outros produtos originados do gesso de uso bastante frequente nas construções como as placas de gesso que são compradas prontas Essas placas vêm prontas para a instalação necessitam apenas de um profissional especializado para o serviço Também temos a opção do gesso acartonado ou o chamado Drywall como vimos na figura 27 Gesso acartonado ou Drywall são placas constituídas de gesso revestida por papel acartonado Como também são comercializadas já prontas em forma de placas o Drywall faz pouquíssimo resíduo em sua instalação não utiliza água e são rápidos de instalar O uso do gesso acartonado vem se mostrando bastante compensador pelos seus usuários pois além das vantagens citadas apresenta ainda boas propriedades de isolamento térmico e acústico 25 Aglomerantes cimentos Quando se fala em construção civil qual o primeiro material que vem à sua mente Se você tiver respondido cimento não será uma surpresa afinal este é um aglomerante tão utilizado que podemos afirmar que é o mais importante da construção civil O cimento ou mais precisamente o cimento Portland é um aglomerante largamente utilizado foi criado em 1824 em Londres contudo no Brasil ele só começou a ser produzido a partir de 1926 SNIC 2013 A produção mundial de cimento em 2006 chegou a 256 bilhões de toneladas e no Brasil em 2012 essa produção ficou acima de 43 69 milhões de toneladas de acordo com o Sindicato Nacional da Indústria do Cimento SNIC 2012 Figura 28 Gráfico com dados relativos ao consumo aparente de cimento Fontes adaptado de SNIC CEMBUREAU CVB 2015 O cimento é um aglomerante hidráulico ou seja endurece na presença de água comercializado sob a forma de pó figura 29 originado pela pulverização do clínquer veremos a composição do cimento no subtema a seguir No estado sólido depois de endurecido o cimento consegue resistir a ação da água isto é ele não se deteriora mais 44 Figura 29 Pó de cimento como é comercializado ou seja antes de ser misturado com água antes da pega Composição do cimento A base do cimento Portland é o chamado clínquer uma mistura de calcário e argila A rocha calcária é aquela que também dá origem à cal Para a produção do cimento essa rocha é moída e misturada em proporções preestabelecidas de argila moída Em sua composição o cimento possui ainda outras substâncias que estão diretamente ligadas às propriedades e características do produto comercializado Após a formação e moagem do clínquer são adicionadas outras substâncias como escórias gesso materiais pozolânicos e materiais carbonáceos 26 Aglomerantes produção e tipos de cimentos O cimento passa por uma série de etapas de fabricação antes de ser devidamente comercializado Essas etapas vão desde a extração da matériaprima até a distribuição do produto já pronto Vamos conhecer melhor essas etapas Vejaas a seguir 45 1 Extração da matériaprima É feita pela forma de exploração das jazidas encontradas nas pedreiras de forma tradicional Já a obtenção de argila envolve movimentação de terra e escavações 2 Britagem A matériaprima do tipo rochosa necessitará então passar por um processo que deixe seus grãos menores e esse processo de melhoramento se chama britagem Esse processo é bastante comum na produção de agregados que estudaremos no próximo subtema O calcário por exemplo precisará passar pela britagem 3 Moagem e mistura Poderão ocorrer de duas formas por via úmida ou por via seca Por via úmida o processo ocorre misturandose previamente a argila com água A mistura águaargila forma uma massa espessa e nessa fase será adicionada a proporção correta das pedras calcárias provenientes do processo de britagem Então a nova combinação será encaminhada para os moinhos que deixarão os grãos misturados homogeneamente e do tamanho adequado para as próximas etapas Por via seca os materiais rochosos juntamente com a argila serão previamente secos misturados e encaminhados para moinhos os quais possuem a mesma função da moagem pela via úmida Se porventura houver grãos de tamanhos não condizentes estes serão retirados por meio de peneiras 4 Queima Tanto a lama produzida pela via úmida quanto a mistura produzida pela via seca serão encaminhadas para o forno onde ocorrerá o processo de queima O forno para a produção do cimento Portland geralmente possui a forma de um longo tubo giratório feito de aço revestido de material cerâmico refratário A etapa de queima ocorre em uma temperatura de 1450C e o combustível pode ser carvão gás ou óleo em combustão controlada Nessa temperatura o material começa a se fundir quimicamente 46 Ao sair do forno ainda incandescente a mistura é bruscamente resfriada O produto da queima e resfriamento é o surgimento do famoso clínquer Na verdade resfriamento brusco é o responsável pela sua formação 5 Moagem do clínquer Após a queimaresfriamento temos a formação do clínquer como já foi citado O clínquer possui a forma de bolinhas como podemos observar na figura 210 e é a base do cimento em si ele possui as características de endurecimento na presença de água Então a próxima operação da fabricação do cimento é a moagem do clínquer por meio de moinhos específicos Vale salientar que o clínquer é um material bastante duro assim é necessário para sua moagem esferas de aço bastante duras para a quebra do material É na etapa da moagem do clínquer que serão adicionados os outros constituintes aditivos do cimento aqueles que foram apresentados no item anterior como gesso e escorias de alto forno que são adicionados de acordo com o tipo classe e função final do cimento a ser produzido Nessa fase há a separação dos grãos indesejados do produto que será comercializado por meio de separadores automáticos do tipo separadores de ar Figura 210 Bolinhas de clínquer recémsaídas do processo de queima Fonte WIKIMEDIA Disponível em googlwnY2Ug Acesso em 2 jan 2021 47 6 Ensacamento e transporte Após todas as etapas anteriores o cimento Portland estará pronto para ser ensacado e transportado para venda Ele poderá ser comercializado em sacos por meio de máquinas ensacadoras Ou na forma a granel onde grandes quantidades são transportadas por meio de caminhõescisternas Tipos classes e aplicações do cimento Portland No mercado encontramos diversos tipos de cimento Portland mas qual é o mais adequado Na verdade cada um dos tipos é adequado a uma situação específica A diferença entre eles está basicamente em sua composição química as características dos constituintes de cada tipo alteram o produto Mas o que são esses tipos Como podemos identificálos Há diversas siglas que funcionam como códigos para indicar o tipo de cada cimento e as respectivas misturas de cada um Por exemplo o CP I indica o cimento Portland comum já o CP IS indica o cimento Portland comum com adição Veja a seguir uma relação desses tipos 48 Quadro 22 Tipos de cimento Portland Tipo Identificação CP I Cimento Portland Comum CP IS Cimento Portland Comum com Adição CP IIE Cimento Portland Composto com Escoria CP IIZ Cimento Portland Composto com Pozolana CP IIF Cimento Portland Composto com Filer CP III Cimento Portland de Altoforno CP IV Cimento Portland Pozolânico CP IVARI Cimento Portland de Alta Resistência Inicial CP IVARI RS Cimento Portland Resistente à Sulfatos CPB Cimento Portland Branco 49 Fonte adaptado de ARAÚJO RODRIGUES e FREITAS 2008 27 Os Agregados As areias britas e argilas são bastante utilizadas na construção civil Elas são classificadas como agregados Os agregados podem ser definidos como os materiais de construção constituídos de partículas de diversos tamanhos e inertes quimicamente ou seja não reagirão quimicamente com outros materiais 50 Os agregados podem ser classificados de diversas formas por exemplo em relação às suas dimensões chamamos as areias de miúdos Enquanto os graúdos são as britas e cascalhos figura 211 Já em relação a sua origem os agregados podem ser classificados como naturais que são usados nas construções nas condições em que foram encontrados na natureza e os industrializados os que passam por processos de britagem antes de serem utilizados na obra As areias e cascalhos são classificadas como naturais já as britas são classificadas como agregados industrializados Podemos classificar os agregados ainda de acordo com sua massa específica os leves possuem massa específica de até 1000 kgm³ os médios possuem a massa específica entre 1000 e 2000 kgm³ e os pesados possuem massa específica acima de 2000 kgm³ Figura 211 As diversas texturas dos agregados cascalhos areia de rio areia de ravina e argila expandida Para nos aprofundarmos no estudo sobre agregados é essencial termos noção da origem desses materiais Para começar você sabia que todos os agregados são compostos de rochas degradadas Isso mesmo Inicialmente na superfície terrestre as rochas sofrem processos de erosão por milhares de anos até sua formação final Veja a seguir um esquema que representa esse processo figura 212 51 Figura 212 Processo de intemperismo e formação dos agregados soterramento Fonte COSTA C E Petrologia Sedimentar III Classificações e tipos de rochas sedimentares In Sobre Geologia Disponível em httpbitly3cUVSN9 Acesso em 22 mar 2021 Tipos de Agregados Como você já aprendeu os agregados podem ser definidos como os materiais de construção constituídos de partículas de diversos tamanhos e inertes quimicamente ou seja não reagirão quimicamente com outros materiais Podem ser classificados de diversas formas vejamos algumas delas a seguir As rochas Para estudarmos os agregados é interessante termos noção da origem desse material Então vamos entrar rapidamente na disciplina de Geologia e Mecânica dos Solos para entender o processo de formação dos agregados Todos os agregados são compostos de rochas degradadas Inicialmente na superfície terrestre as rochas sofrem processos de erosão por milhares de anos até a formação final O Departamento Nacional de Produção Mineral DNPM 2009 definiu os agregados para a construção civil como obtidos de materiais rochosos variados consolidados ou granulares fragmentados naturalmente ou por processo industrial Podem ser oriundos de rochas sedimentares como arenitos e siltitos entre outras metamórficas 52 como os quartzitos calcários e gnaisses ígneas como o granito sienitos basaltos e diabásios Ainda segundo o DNPM 2009 a dispersão geográfica é uma das características naturais dos minerais usados no emprego imediato na construção civil Contudo para que eles sejam viáveis fatores como a legislação mais ou menos restritiva a inviabilização de reservas e jazidas pelas cidades e por usos do solo impeditivos à mineração o uso e posse de tecnologia de pesquisa e lavra o sistema de transportes e a demanda por minerais para agregados são fundamentais 28 Agregados britas areias argilas e outros Vejamos a seguir em destaque os principais agregados utilizados nas construções brasileiras seus respectivos conceitos granulometrias e como ocorre sua produção ou extração na natureza As britas As pedras britadas ou popularmente chamadas simplesmente de britas são agregados artificiais obtidos a partir do processo de britagem de rochas que ainda estão compactas em suas jazidas O processo de produção das britas ocorre pela quebra desse material em pequenas partículas ou seja elas passarão pelo processo de Britagem para serem comercializadas figura 213 53 Figura 213 Textura da brita nos seus diversos tamanhos comercializados As partículas das britas denominadas grãos são normatizadas por diversas normas por exemplo a NBR 55642011 que determinam todas as características físicas dos grãos para a sua comercialização Dentre essas temos que o tamanho dos grãos deve estar em uma faixa de 24 a 64 mm e consequentemente a brita é dividida em faixas granulométricas Essa classificação é importante para os engenheiros pois o uso adequado da brita está associado ao tamanho dos grãos A Brita do tipo 0 possui grãos menores do que a Brita 1 e assim sucessivamente de acordo com a classificação do Ministério de Minas e Energia MME 2009 As Areias As areias são agregados provenientes do processo de erosão das rochas sedimentares A cor da areia é proveniente da rocha de origem e pode ser amarelada avermelhada ou branca e sua cor não influenciará necessariamente nas suas propriedades As areias e britas são consideradas materiais inertes dentro do concreto isso quer dizer que elas não vão reagir com os componentes dele Possuem grãos com diâmetros variando entre 006 mm e 20 mm e é considerada um agregado do tipo natural e miúdo Dentro das areias há a classificação de acordo com sua distribuição granulométrica e passagem pelas peneiras areia muito fina fina média e grossa 54 As areias são classificadas também em relação a sua origem de rios ou as chamadas areias de cava As areias de rios são extraídas das margens dos rios e são consideradas as melhores areias Elas são extraídas com o auxílio de bombas de sucção junto com água e então por meio da decantação a areia é separada Geralmente as areias de dunas próximas ao mar não são utilizadas para a fabricação de concreto pois possuem grãos maiores e contêm em sua composição muito sal prejudicial ao concreto Já as areias de cava ou de barranco são as areias que estão presentes em minas em uma camada abaixo do solo superficial Normalmente a areia é extraída de maneira mecânica se estiver em profundidade maior figura 214 As areias de barranco precisam ser lavadas depois da sua extração já que geralmente contêm impurezas As impurezas podem ser reconhecidas nas argilas que porventura possam vir com as areias entre outros Por isso é importante realizar os ensaios de Curvas Granulométricas que veremos nos próximos subtemas Mas como saber se precisamos ou não lavar a areia Se ela estiver suja com muitas impurezas sua cor sairá nas lavagens então precisamos lavála As areias de rio são consideradas lavadas contudo se estiverem sujas necessitam ser lavadas também Figura 214 Extração da areia 55 Assim como as britas as areias possuem usos específicos de acordo com o grau de finura dos seus grãos Para o concreto por exemplo é possível usar os tipos de areia grossa média ou fina Mas para o concreto que utiliza a areia fina devemos ter um cuidado maior na qualidade da areia pois a areia fina não deve possuir impurezas que são prejudiciais para a qualidade do concreto final Já para a produção das argamassas finas é recomendado o uso de areias médias ou finas para argamassas que serão utilizadas na etapa de assentamento de tijolos grossa ou médias E para argamassas que serão chapisco são utilizadas areias finas ou médias Ainda as areias são utilizadas para a fabricação do concreto betuminoso de pavimentos areias finas e do concreto de cimento cimento e areia fina que são utilizadas para regularização do solo nas etapas da construção de pavimentação como filtros nas estações de tratamento de águas todas as granulometrias e não obstante como uma camada regularizadora de bases para pisos e paralelepípedos das ruas uso esporádico As argilas A argila é considerada um agregado e em sua composição há grãos muito finos da ordem de dois micrômetros formadas por silicatos de alumínio óxidos e outros elementos Além de agregado as argilas também são uma das principais matérias primas das cerâmicas e portanto serão estudadas no bloco 5 bem como suas propriedades e usos Como agregado seu uso mais difundido ocorre na forma das conhecidas Argilas Expandidas Esse produto é fabricado a partir de uma mistura de material argiloso separado somente para esse fim e para isso é necessário como o próprio nome já diz que a argila tenha a capacidade de expandir No processo de expansão a argila é mantida a temperaturas altíssimas em fornos rotativos por volta de 1000 C onde são formados gases que deixarão os grãos porosos As argilas expandidas são porosas leves e de forma arredondada resistentes alta durabilidade e com granulometria de até 25 mm O principal uso das argilas expandidas se dá na fabricação de concretos leves como o enchimento do concreto que são utilizados com isolantes por sua propriedade de isolamento térmico e acústico 56 em lajes e pilares É largamente utilizada em projetos de jardinagem e paisagismo Pode ser usada também nas estações de tratamento de água auxiliando no processo de filtração Veja no quadro abaixo um resumo dos tipos de agregados utilizados na construção civil Quadro 23 Tipos de agregados utilizados na construção civil 57 29 Agregados granulometria Os agregados são compostos por uma série de combinação de grãos de diversos tamanhos Para poder classificar um agregado é necessário sabermos quais são as proporções dos grãos que estão distribuídos numa amostra E para sabermos essas proporções nós utilizamos peneiras que possuem aberturas previamente conhecidas e assim passamos uma amostra por ela e descobrimos a proporção ou seja a composição daquela amostra O ensaio laboratorial que utiliza diversas peneiras é chamado de ensaio de granulometria do agregado e serve para descobrirmos a graduação do agregado figura 215 Então com esse resultado conseguimos classificar as amostras pelo tamanho dos grãos de britas à siltes que são fragmentos de rochas que possuem tamanho menor que a areia fina e maior que a argila Figura 215 Série de peneiras utilizadas no ensaio de granulometria As peneiras utilizadas nos ensaios granulométricos são padronizadas e assim sua malha possui furos ou seja as aberturas pelas quais os grãos passarão de tamanho 58 préestabelecido Essas peneiras são divididas entre peneiras de série normal e série intermediária conforme figura 216 A NM ISO 5651997 Peneiras de ensaio Tela de tecido metálico chapa metálica perfurada e lâmina eletroformada Tamanhos nominais de abertura normatiza as peneiras utilizadas nos ensaios de granulometria Figura 216 Série das peneiras de acordo com sua abertura em mm Fonte ABNT 2003 p6 Para a normatização das peneiras há também as normas NM 331012010 e NM 3310 22010 Peneiras de Ensaio com tela de tecido metálico Partes 1 e 2 Já o ensaio da composição granulométrica é regido pela ABNT NBR NM 2482003 Agregados Determinação da composição granulométrica 210 A curva granulométrica do agregado Ao realizar os ensaios de granulometria temos diversas peneiras de diversas malhas como dito anteriormente É necessário que a amostra esteja seca e então ela passará pelas peneiras de abertura maior para menor até o fundo Em cada amostra temos uma composição de grãos de diferentes tamanhos portanto é natural que porções dessa amostra fiquem retidas em diferentes peneiras E no fim temos uma peneira 59 com fundo fechado na qual ficará retida o material mais fino do ensaio A massa retida nas peneiras constitui a distribuição granulométrica da amostra e conseguimos quantificar a massa retida da amostra em uma tabela que será base para a curva granulométrica de um agregado um gráfico que mostra a porcentagem que passa pela peneira em função da abertura da peneira Assim vejamos abaixo alguns conceitos importantes sobre o ensaio de granulometria dos agregados a Peso retido é a quantidade de material que passará por cada peneira expressa em gramas b Porcentagem retida é a porcentagem de material retida em cada peneira em relação ao peso total do material c Porcentagem passante é a porcentagem de material que passou em cada peneira em relação ao peso total do material Assim calculamos diminuindo a porcentagem total menos a porcentagem retida em cada peneira d Porcentagem acumulada representa a soma das porcentagens retidas nas peneiras superiores junto ao percentual da peneira em questão e Módulo de finura o módulo de finura de um agregado é calculado pela soma das porcentagens acumuladas somente das peneiras da série normal sem o fundo dividida por 100 é uma grandeza adimensional O módulo de finura representa matematicamente se um agregado é mais ou menos grosso se o módulo de finura for maior maiores serão as partículas do agregado Módulo de finura MF Porcentagem acumulada da série normal100 f Diâmetro máximo O diâmetro máximo de um agregado representa a malha da peneira da série normal cuja porcentagem acumulada é inferior ou igual a 5 desde que a próxima porcentagem seja superior a 5 60 g Tipos de graduação de um agregado De acordo com a distribuição granulométrica de uma amostra podemos observar os diferentes tipos de granulometria conforme representado na figura 217 a seguir Figura 217 Tipos de graduação em diversos agregados h Gráfico Para conseguirmos ver a distribuição granulométrica do agregado é comum colocar em um gráfico os conceitos calculados acima O gráfico possuirá a porcentagem passante ou acumulada pela abertura das peneiras Vejamos a seguir um exemplo do gráfico 61 Figura 218 Exemplo de uma curva granulométrica para uma amostra qualquer Fonte elaborado pela autora 2021 i Classificação final do agregado os agregados graúdos ficam retidos na peneira de abertura 48 mm e os agregados miúdos passam por ela Para classificar as areias podemos observar as aberturas das peneiras encontradas na figura 216 De acordo com as porcentagens retidas teremos essa classificação Outro modo de classificar o agregado é utilizando seu módulo de finura se for menor que 24 é uma areia fina e se for menor que isso devemos analisar outros fatores Areia média possui módulo de finura entre 24 e 29 e areia grossa 29 a 35 Conclusão Caroa alunoa neste bloco iniciamos nossos estudos na área dos aglomerantes da construção civil Aprendemos especificamente sobre cal gesso asfalto e cimento Estudamos também suas composições propriedades e tipos além de demonstrar sua importância nas obras e o porquê de seu uso nas construções Também estudamos os agregados de uma obra com o enfoque na apresentação desse material e suas principais características Além disso compreendemos como ocorre o ensaio de granulometria dos agregados Essas propriedades determinadas pelos 0 25 50 75 100 12 06 03 Fundo Porcentagem Passante Abertura das Peneiras mm Curva Granulométrica Exemplo Série 1 62 ensaios de granulometria são importantíssimas para que o uso correto do agregado seja aplicado nas construções REFERÊNCIAS ANTUNES R P N JOHN V M ANDRADE A C Produtividade dos Revestimentos de Gesso influência das propriedades do material In SIMPÓSIO BRASILEIRO DE GESTÃO DA QUALIDADE E ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO 1 1999 Recife ANTAC 1999 ARAÚJO R C L RODRIGUES L H V FREITAS E G A Materiais de construção Rio de Janeiro Editora Universidade Rural 2000 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND ABCP Como armazenar o cimento Disponível em httpsgooglnH1cBk Acesso em 25 de janeiro de 2021 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NM 2482001 Agregados Determinação da composição granulométrica Rio de Janeiro ABNT 2003 Norma NBR 132072007 Gesso para Construção Civil Rio de Janeiro ABNT 2007 Norma NBR 57321991 Cimento Portland Comum Rio de Janeiro ABNT 1991 NM ISO 5651997 Peneiras de ensaio Tela de tecido metálico chapa metálica perfurada e lâmina eletroformada Tamanhos nominais de abertura Rio de Janeiro ABNT 1997 NM 331012010 e NM 331022010 Peneiras de Ensaio com tela de tecido metálico Partes 1 e 2 Rio de Janeiro ABNT 2010 NBR NM 2482003 Agregados Determinação da composição granulométrica Rio de Janeiro ABNT 2003 63 NM 522002 Agregado miúdo Determinação da massa específica e massa aparente Rio de Janeiro ABNT 2002 NM 2482001 Agregados Determinação da composição granulométrica Rio de Janeiro ABTNT 2001 BAUER L A F Materiais de Construção V 2 São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2008 BRASIL Decreto n 62934 de 2 de julho de 1968 Aprova o regulamento do código de mineração Disponível em httpsgoogl7pzlYX Acesso em 20 jan 2021 Ministério de Minas e Energia Brita para a Construção Civil In Diagnóstico Socioeconômico e Ambiental da Mineração em Pequena Escala no Brasil MPE 2018 Disponível em httpsbitly394EYuA Acesso em 20 jan 2021 Departamento Nacional de Produção Mineral Mineração para A Construção Civil In Economia Mineral do Brasil Antônio Fernando da Silva Rodrigues Org Brasília DNPM 2009 Disponível em httpsbitly3lEclcA Acesso em 20 jan 2021 PERES L BENACHOUR M SANTOS V A O Gesso Produção e Utilização na Construção Civil Recife Editora Bagaço 2001 PICCHI F A Impermeabilização de cobertura São Paulo Pini Ltda INSTITUTO BRASILEIRO DE IMPERMEABILIZAÇÃO Impermeabilização no Contexto da NBR 15575 Norma de Desempenho 1986 SINDICATO NACIONAL DA INDÚSTRIA DO CIMENTO SNIC Press Kit 2013 Disponível em httpsnicorgbrassetspdfpresskitpresskitSNIC2013pdf Acesso em 20 jan 2021 64 Referências Complementares BAUER L A F Materiais de Construção V 1 São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2016 COUTINHO J S Materiais de Construção 2 Ligantes e caldas Porto Departamento de engenharia civil Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 2006 GHAVAMI K PITANGUEIRA R Fundamentos e propriedades dos materiais sólidos Rio de Janeiro DECPUC Rio 1995 ISAIA G C Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais São Paulo Ibracon 2010 PATTON W J Materiais de construção para Engenharia Civil São Paulo Editora Pedagógica e Universitária 1978 PETRUCCI E G R Materiais de construção Porto Alegre Globo 1973 VERÇOSA E Materiais de construção Porto Alegre Editora da UFRS 2000 65 3 CONCRETO Apresentação Neste bloco vamos estudar o material mais utilizado da construção civil no mundo o concreto Aprenderemos as causas de seu sucesso sua composição como é fabricado suas propriedades básicas os aditivos comumente adicionados a ele seus principais tipos e o que é a dosagem do concreto Os objetivos de aprendizagem deste bloco serão identificar o histórico do concreto como material de construção civil distinguir os processos de fabricação do concreto e da concretagem em si descrever as propriedades do concreto fresco e endurecido reconhecer os aditivos que podem ser adicionados ao concreto diferenciar os diversos tipos de concreto que existem no mercado e por fim iremos aprender o que é a dosagem do concreto fazendo um exemplo prático do passo a passo do cálculo 31 O Concreto Os gregos e romanos aprenderam a utilizar calcário misturandoo com areia e pedra esse foi o primeiro concreto da história NEVILLE 2011 Depois da descoberta do cimento Portland em 1828 o uso de uma argamassa água cimento e areia como nós conhecemos atualmente se tornou comum Nesse contexto ele foi misturado à brita e surgiu o concreto que é utilizado até hoje CARVALHO 2008 e em 1849 foi descoberto o chamado concreto armado concreto mais aço Mas o que é o concreto como material de construção civil Basicamente o concreto é a mistura de cimento agregado graúdo brita agregado miúdo areia e água O resultado desta mistura é um material resistente o qual podemos identificar como uma pedra artificial que tem a propriedade de se moldar à forma desejada 66 Depois da água o concreto é o produto mais consumido do mundo SNIC 2013 e podemos encontrálo na maioria das construções do Brasil desde as nossas casas em alguns elementos estruturais até rodovias estações de tratamento de esgoto hidrelétricas e em plataformas de extração de petróleo Vejamos então o porquê do concreto se tornar esse material tão amplamente utilizado no Brasil e no mundo Figura 31 Textura do concreto no seu estado fresco 32 A fabricação do concreto O concreto pode ser fabricado de forma rudimentar na própria obra com o auxílio de uma betoneira ou não E pode ser fabricado também nas chamadas concreteiras verdadeiras fábricas de concreto que fornecem o produto pronto para ser aplicado Também podemos comprar as peças de concreto prontas que são denominadas concretos prémoldados Os concretos prémoldados são comprados prontos já na forma estrutural de vigas pilares escadas etc Ao chegar na obra essas peças serão somente encaixadas no local em que elas ficarão 67 Nas obras geralmente quando não é necessária uma grande quantidade de concreto os pedreiros fabricam o concreto no chão de forma manual É importante que mesmo de forma artesanal essa fabricação siga passos construtivos corretos para que se produza um concreto de boa qualidade O passo a passo de fabricação nos informa qual o material que deve ser introduzido na mistura de maneira que resulte em menor desperdício e maior aproveitamento dos constituintes do concreto É importante ressaltar que essa forma de fabricar o concreto não produzirá concretos de alta qualidade devido ao baixo controle tecnológico do processo artesanal Esse concreto só deve ser utilizado para usos em pequena escala e reparos Veja o passo a passo da produção manual do concreto a seguir Figura 32 Passo a passo da fabricação do concreto sem o uso da betoneira Fonte FAZ FÁCIL Traços do Concreto Misturas e Cuidados Gerais para um Bom Resultado Disponível em httpswwwfazfacilcombrreformaconstrucaotracosconcretomistura Acesso em 22 mar 2021 68 Para usos que demandam uma quantidade maior de concreto é recomendado utilizar uma betoneira para auxiliar na sua produção O uso da betoneira traz ao concreto um controle tecnológico maior e assim um concreto de melhor qualidade será produzido Mas também é necessário que mesmo ao utilizarmos a betoneira sigamos uma sequência correta de adição dos materiais que compõem essa mistura Além disso é imprescindível adicionar a quantidade correta de água no concreto pois isso influencia bastante sua resistência final Por outro lado a falta de água poderá deixar o concreto pouco fluido o que implicará no possível aparecimento de buracos nele Ao utilizar a betoneira os materiais devem ser adicionados enquanto ela gira nunca parada E por fim a betoneira deverá sempre estar limpa sem restos de concretos anteriores Vejamos a seguir o passo a passo recomendado para a utilização da betoneira Figura 33 Fabricação do concreto utilizando uma betoneira Fonte FAZ FÁCIL Traços do Concreto Misturas e Cuidados Gerais para um Bom Resultado Disponível em httpswwwfazfacilcombrreformaconstrucaotracosconcretomistura Acesso em 22 mar 2021 69 Para obras nas quais são necessárias grandes quantidades de concreto nem sempre o uso de betoneiras compensa financeiramente Então para esses casos o concreto poderá ser comprado de uma empresa especializada terceirizada que o entregará pronto essas empresas são popularmente conhecidas como concreteiras As concreteiras são grandes fábricas de concreto que entregarão o produto pronto com excelente qualidade para seu cliente Nas concreteiras o controle tecnológico é altíssimo pois são empresas especializadas e assim dificilmente haverá erros em sua produção Consequentemente teremos concretos com qualidade superior ao desenvolvido in loco Após produzido o concreto será transportado para a obra pelos caminhões betoneiras Ao chegar nas obras o concreto será bombeado para seu local final na obra O concreto produzido nas concreteiras apresenta vantagens como Maior precisão de dosagem dos insumos Maior capacidade de produção espaço destinado somente à produção Não há necessidade de estocar os insumos em canteiro A concretagem é realizada de forma mais rápida Se houver algum problema com o concreto produzido a responsabilidade será da concreteira 70 Figura 34 Concreteira na Rússia produtora de concreto que será distribuído através dos caminhõesbetoneiras 33 A etapa de concretagem de uma obra Como engenheiros devemos ter vários cuidados com o concreto ao realizar a etapa de concretagem em uma obra Por isso iremos aprender a seguir o passo a passo de como se deve realizar esta etapa com as recomendações necessárias para que não haja problemas com o concreto Primeiramente vamos aprender o que é concretagem A concretagem é uma série de operações sequenciais em uma obra que possui o objetivo de executar as peças de concreto desta construção Mas como se faz a concretagem em uma construção A concretagem começa na fase de produção do concreto que será utilizado ou no recebimento do concreto proveniente de concreteiras Após o recebimento também faz parte da concretagem o transporte do concreto até seu destino o lançamento do concreto nas fôrmas o 71 espalhamento do concreto o correto adensamento nivelandoo também de forma correta para que seja realizado o acabamento desejado na sua superfície para por fim realizar o processo de cura daquele concreto Já vimos no subtema anterior como se dá a produção do concreto veremos agora como ocorre as outras etapas da concretagem a Transporte Carrinho de Mão o transporte do concreto pode ser realizado por carrinho de mão com volume de 80 L no entanto o volume que consegue transportar é muito pequeno Além disso há também dificuldades em equilibrar o concreto em apenas uma roda Tornando assim o seu uso não recomendado para grandes quantidades de concreto Bomba o transporte pode ser realizado por bombas quando a obra necessita de grande volume de concreto já que pode ter um lançamento de 35 a 45 m³ por hora b Lançamento O lançamento do concreto é realizado através do equipamento de transporte pelos operários designados para a função de preencher os moldes fôrmas da peça a ser concretada O lançamento deve ser feito de forma que o concreto seja lançado em até 2 horas e meia após a sua fabricação se não houver algum tipo de aditivo O concreto deve ser lançado o mais próximo possível da posição que ficará na obra Devemos evitar o lançamento de concreto em pontos iguais da fôrma ou seja devemos distribuir a massa de concreto em diversos pontos da fôrma 72 Ao lançar o concreto devemos limitar a distância de lançamento que não deve ultrapassar 20 metros Devese também limitar o carregamento interno do concreto em carrinhos de mão a no máximo 60 metros com o objetivo de evitar possíveis segregações c Espalhamento Adensamento e Nivelamento Após o lançamento as próximas etapas serão espalhamento adensamento e nivelamento O concreto não consegue se distribuir de forma uniforme dentro das fôrmas e então será necessário espalhar esse concreto Portanto são usadas enxadas para nivelar o concreto e distribuílo por toda a fôrma Já a etapa de adensamento tem como objetivo extrair e diminuir os vazios que o concreto possa ter e assim diminuir a porosidade e aumentar a resistência e durabilidade daquela estrutura Ao realizar o adensamento devemos seguir alguns passos como sempre introduzir o vibrador na posição vertical vibrar todas as peças estruturais introduzir e retirar o vibrador lentamente o vibrador deve permanecer na fôrma por 15 segundos no mesmo local o excesso poderá causar a segregação Já a etapa de nivelamento do concreto é feita com o auxílio de réguas que são os sarrafos de madeira em uma operação denominada sarrafeamento d Acabamento Esta etapa tem como principal objetivo dar à superfície da laje a textura requerida Contudo nem sempre as obras executam esta etapa já que apenas o sarrafeamento consegue deixar a peça com a textura desejada 73 e Cura A cura é o processo de molhar a peça estrutural após todas as fases anteriores sendo a última etapa da concretagem A cura possui dois objetivos básicos impedir que haja a perda rápida da umidade do concreto e controlar a temperatura do concreto Veja a seguir um resumo da etapa de concretagem desde o transporte Figura 35 Etapas da concretagem Fonte elaborado pela autora 74 34 Propriedades do concreto fresco As propriedades do concreto mudam de acordo com o estado no qual ele se encontra Então é comum que haja uma divisão das propriedades em estado fresco após a mistura antes da pega completa e em estado endurecido após a pega As propriedades do concreto dependerão da proporção dos seus constituintes Já estudamos nos blocos anteriores o cimento as areias e as britas então vejamos agora algumas observações sobre a água A água é um elemento fundamental do concreto a relação águacimento pode ser definida como a proporção que deve ser adicionada de água para uma determinada quantidade de cimento essa mistura pode ser chamada de pasta A relação águacimento será responsável pela resistência final do concreto Além desse papel importantíssimo a água é responsável pela durabilidade do concreto em geral pela trabalhabilidade do concreto e pela sua pega Porém essa relação entre água e concreto não apresentará somente pontos positivos A água pode ser responsável por alguns problemas que podem ocorrer no concreto Uma baixa quantidade de água pode trazer problemas como manchas ataques químicos corrosão do aço estrutural entre outros E ao contrário muita água no concreto também causará problemas pois diminuirá a resistência do concreto causará a separação dos constituintes do concreto chamada de segregação do concreto resultará em rachaduras por efeitos de retração diminuição do volume do concreto ao secar entre outros como você pode observar na figura 36 Veremos como calcular a proporção correta de água e cimento nos próximos itens 75 Figura 36 Observação visual e a diferença entre concretos com excesso de água e falta de água Fonte FAZ FÁCIL Traços do Concreto Misturas e Cuidados Gerais para um Bom Resultado Disponível em httpswwwfazfacilcombrreformaconstrucaotracosconcretomistura Acesso em 22 mar 2021 Propriedades do Concreto Fresco Massa Específica A massa específica do concreto será calculada através do somatório da massa de todos os constituintes do concreto divido pelo volume ocupado por essa mesma amostra A massa específica é uma propriedade importante pois através do conhecimento da massa específica podemos calcular o rendimento de um concreto ao dividir a massa específica que já conhecemos previamente pela massa dos constituintes e pela massa específica obtemos o volume daquele concreto e assim podemos prever o rendimento Trabalhabilidade A trabalhabilidade é uma propriedade que está relacionada à facilidade ou dificuldade do lançamento do concreto na sua localização final assim a trabalhabilidade pode ser conceituada como a fluidez do concreto a sua consistência Um concreto considerado trabalhável é aquele que é fácil de ser adensado pode ser lançado no seu local final com facilidade 76 Para medir a trabalhabilidade no Brasil realizamos um ensaio denominado Slump Test ou Teste do Abatimento de Tronco de Cone figura 37 O Slump Test consiste em colocar o concreto a ser analisado em um cone específico que possui 300 mm de altura Então desenformamos o concreto jogandoo sobre uma superfície lisa e metálica É natural que o concreto espalhe diminuindo a sua altura inicial que se chama abatimento Logo após o derramamento do concreto sobre a superfície metálica devese medir o abatimento imediatamente O abatimento é medido pela diferença entre a altura do balde altura inicial da amostra e a altura do concreto desmoldado O teste ocorre em um tempo cronometrado de 150 minutos e é normatizado pela NM 671998 Concreto Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone Observação O Adensamento do concreto é um processo de aplicação do concreto para a confecção de peças estruturais como lajes na fase de concretagem É utilizado para evitar bolhas e buracos no concreto e consiste na movimentação do concreto pelo uso de vibradores específicos para esse fim Figura 37 Teste do Abatimento de Tronco de Cone 77 Consistência Para avaliarmos a trabalhabilidade do concreto utilizamos outra propriedade como parâmetro a Consistência Segundo Bauer 2008 a consistência pode ser definida como a relação entre a facilidade ou mobilidade que o concreto possui de escoar sobre uma superfície A principal consequência de uma consistência errada de um concreto seria a separação dos componentes da mistura a segregação Então necessitamos que o concreto esteja em uma consistência correta o que garante a estabilidade da mistura sem que haja a segregação A exsudação é um tipo de segregação na qual somente a água se separa da mistura tendendo a se deslocar para as superfícies ocorre pelo excesso de água na pasta alta fluidez e baixo teor de cimento resultando num concreto menos resistente 35 Propriedades do concreto endurecido Segundo Araújo Rodrigues e Freitas 2000 p 51 O concreto endurecido é o material que se obtém pela mistura dos componentes após o fim da pega do aglomerante Vejamos a seguir suas propriedades Propriedades do Concreto Endurecido Densidade A densidade do concreto varia muito com a sua composição como podemos imaginar Porém além da composição o processo de adensamento do concreto é um fator que influencia na sua densidade Concretos que não foram adensados geralmente são menos densos que os que utilizaram processos mecânicos de adensamento A densidade do concreto é uma propriedade que influencia no peso das estruturas em geral 78 Resistência A resistência do concreto é a propriedade mais importante do material é o principal ponto a ser levado em consideração no cálculo estrutural o dimensionamento de estruturas dependerá da resistência do concreto Mas como o concreto se comporta diante dos diversos tipos de solicitações o À Compressão em geral o concreto possui alta resistência à compressão É o parâmetro que utilizamos para os cálculos estruturais Para classificarmos o concreto usualmente rompemos um corpo de prova de um concreto feito há 28 dias e ao romper essa amostra é anotada a força máxima que ela suportou figura 38 Quando dizemos que um concreto apresenta um fck de 30Mpa isso quer dizer que seu corpo de prova rompido depois de 28 dias resistiu a um esforço de compressão de 30MPa Observação fck é a resistência à compressão após rompimento do corpo de prova aos 28 dias Figura 38 Corpos de prova do concreto usado para determinação da resistência à compressão 79 o À tração o concreto não resiste bem aos esforços de tração na verdade essa resistência só chega ao máximo de 20 do que o concreto resiste aos esforços de compressão o À abrasão a resistência à abrasão do concreto se torna importante para os concretos utilizados em pavimentações O desgaste pela movimentação de cargas tem por consequência a redução da espessura do concreto pelo esmagamento e arranchamento dos grãos de agregados no concreto Para evitarmos maiores problemas é necessário um polimento do concreto e um concreto mais resistente à compressão o Ao fogo em altas temperaturas que foram gradualmente elevadas e se mantiveram assim o concreto se comporta bem Esse processo é utilizado em chaminés e cubas Há situações em que a temperatura é bruscamente elevada e bruscamente diminuída devemos prever esse choque térmico em projeto contanto que a temperatura prevista não ultrapasse 300C aproximadamente Quando submetido à temperaturas superiores a 400C o concreto pode ter sua resistência à compressão prejudicada Condutibilidade o Térmica concretos com maior densidade são usualmente melhores condutores de calor que os concretos que possuem baixa densidade o Elétrica a condutividade elétrica é uma propriedade que indicará se o concreto tem uma boa distribuição de água e está associado aos processos de corrosão que o concreto porventura possa sofrer Assim quanto maior a presença de água maior será sua condutividade elétrica e então maior será a probabilidade desse concreto desenvolver um processo de corrosão de suas armaduras 80 o Acústica geralmente o concreto se comporta como isolante acústico promovendo conforto acústico ao ambiente no qual é utilizado Durabilidade O concreto está submetido a diversos tipos de ações que podem prejudicar seu desempenho e por consequência sua durabilidade O ataque de ambientes agressivos juntamente com um processo natural de erosão pode acelerar ou retardar a vida útil das peças de concreto Então o conceito de durabilidade está totalmente relacionado a esses fatores Normalmente o processo de degradação ocorrerá de forma lenta a menos que ocorra um evento não previsto em projeto Dentre os agentes agressivos que interferem na durabilidade do concreto podemos citar temperatura corrosão oxidação vibrações e choques não previstos 36 Uso de aditivos Além dos componentes básicos do concreto cimento água areia e brita é muito comum atualmente o uso dos chamados aditivos para concretos e argamassas Os chamados aditivos possuem diversas funções dentro da mistura do concreto auxiliando quimicamente o produto aumentando suas qualidades e prevenindo defeitos que naturalmente possam ocorrer Aditivos podem ser definidos como todo produto não indispensável à composição e qualidade do concreto que colocado na betoneira imediatamente antes ou durante a mistura do concreto em quantidades geralmente pequenas e bem homogeneizadas reforça ou faz aparecer certas características BAUER 2008 81 Podemos classificar os aditivos de acordo com sua ação no concreto ou nos efeitos que eles produzem Aditivos destinados a influenciar a trabalhabilidade do concreto Plastificantes tornam o concreto mais plástico Incorporadores de ar criam microbolhas de ar no interior do concreto com o efeito de aumentar a resistência térmica do material Aditivos que melhoram a resistência final do concreto Redutores plastificantes Aditivos que melhoram a resistência final do concreto a condições especiais Incorporadores de ar Aditivos modificadores de tempos de pega Retardadores retardam o processo de pega do concreto Aceleradores aceleram o processo de pega do concreto Impermeabilizantes redutores de permeabilidade ou repelentes à absorção de água reduzem a permeabilidade do concreto Adesivos Corantes Anticorrosivos Fungicidas e inseticidas Observação Ao utilizarmos os aditivos devemos sempre seguir todas as instruções dos fabricantes para que ele tenha maior eficácia e funcione corretamente 82 37 Tipos de concreto O concreto é um material que tem se atualizado cada vez mais Nesse sentido surgiu no mercado da construção civil diversos tipos de concretos que diferem entre si sem a alteração dos componentes básicos Vejamos alguns deles a seguir Concreto convencional O concreto convencional que detalhamos até agora é o tipo de concreto mais utilizado nas obras É um concreto que tem limitações em relação ao seu lançamento não deve ser utilizados em bombas por ser menos plástico e sempre é necessário o uso de vibradores para seu adensamento correto Sua resistência à compressão pode ser de 10MPa até 40MPa e o engenheiro projetista trabalha com a resistência para dimensionar e confeccionar os projetos estruturais das construções civis O concreto armado O concreto armado nada mais é do que a junção do concreto ao aço O concreto armado é utilizado na maioria das construções pois é um material que alia resistência à compressão proveniente do concreto e a resistência à tração proveniente do aço que ficará localizado no seu interior veremos as propriedades do aço nos blocos a seguir Além desta vantagem não podemos esquecer que o concreto armado possui a propriedade de ter a trabalhabilidade que permite a esse material a capacidade de ser moldável ao formato requerido em projeto 83 Figura 39 Concreto armado Concretagem de uma estrutura de concreto armado no qual podemos observar a presença de aço em seu interior O concreto armado é utilizado em diversas situações tanto em construções em geral como na fabricação de bancadas vasos bancos mesas camas lavatórios entre outros E há alguns anos a aparência do concreto em geral vem sendo deixado à vista dos moradores Na etapa da decoração de interiores o concreto vem sendo requerido como revestimento de paredes e forros dando um aspecto denominado industrial àquele ambiente sendo utilizado em dormitórios banheiros figura 310 e até mesmo em restaurantes 84 Figura 310 Fotografia de um banheiro com várias cabines que utilizou o aspecto do concreto como o revestimento da parede Concreto Protendido O concreto protendido é um tipo de concreto armado cujas barras de aço em seu interior irão funcionar em situação de protensão A protensão consiste em deixar o aço do interior do concreto tracionado figura 311 com o auxílio de bombas hidráulicas que irão puxar esse aço o chamado ancoramento do concreto O concreto protendido é muito utilizado no Brasil principalmente nos últimos 50 anos em situações nas quais a peça estrutural está submetida a grandes esforços de flexão relembre os tipos de esforços no começo desta disciplina e o uso do concreto protendido permitiu a criação de estruturas mais resistentes e com vãos maiores O tracionamento das barras de aço do concreto protendido pode ocorrer antes ou após a etapa de concretagem daquela peça 85 Figura 311 Exemplo das barras de aço que são utilizadas no concreto protendido A protensão traz alguns benefícios como o aumento significativo da resistência do concreto que produz peças com menos deformações menos fissuras e mais proteção contra corrosão em suas armaduras Como desvantagens do concreto protendido podemos citar todos os cuidados especiais necessários para sua execução tanto em relação ao concreto quanto ao aço que será utilizado na protensão Além disso as peças de concreto protendido necessitam de mão de obra especializada e muita supervisão dos engenheiros responsáveis 86 Figura 312 O Museu de Arte de São Paulo a construção do famoso vão do MASP só foi possível graças ao uso do concreto protendido Concreto de alta resistência inicial Como o próprio nome diz esse tipo de concreto foi desenvolvido para proporcionar uma resistência inicial muito superior ao concreto convencional Sua utilização é recomendada em ocasiões nas quais é necessária uma alta resistência do concreto em etapas construtivas iniciais por exemplo em casos que possuem urgência em seu uso Geralmente o concreto de alta resistência inicial é utilizado em peças de fundações e pilares de edifícios altos Ele pode por exemplo chegar à 149MPa de resistência enquanto um concreto convencional chega a 50MPa Observação você aprenderá todas as nomenclaturas das estruturas utilizadas nas construções na disciplina de Processos Construtivos 87 Concreto autoadensável O concreto chamado autoadensável é aquele que terá propriedades de alta fluidez e assim serão mais fáceis de serem adensados sem o uso de vibradores Podem ser utilizados em lajes de pequena espessura obras que possuirão acabamento em concreto estruturas com muitas ferragens figura 313 e fundações com hélices contínuas Sua principal desvantagem é que é um produto caro o que muitas vezes inviabiliza seu uso Figura 313 Armação em laje que possui muita ferragem possível indicação para o concreto autoadensável Concreto de alto desempenho O concreto de alto desempenho é um concreto completo em relação às suas propriedades possui um bom adensamento é mais resistente ao ser lançado chega a 100MPa é mais durável tem baixa deformabilidade e possibilita o uso de estruturas mais esbeltas economia de materiais Conseguimos todas essas vantagens ao 88 adicionar no concreto aditivos e materiais pozolânicos O concreto de alto desempenho é utilizado em estruturas que requerem grandes cargas restauração de obras e em construções que estarão localizadas em ambientes agressivos Concreto Leve Como o próprio nome diz o concreto leve é mais leve que o concreto convencional Para conseguirmos um concreto mais leve utilizamos em sua composição agregados e outros materiais diversos como agregados leves um exemplo é a argila expandida pérolas de EPS isopor ar concreto celular ou ainda confeccionar o concreto sem os agregados miúdos Ao fazer esse tipo de troca notamos uma diminuição de quase a metade do peso do concreto sem muita diminuição da resistência final do concreto e assim podemos ter uma diminuição da sua densidade de até 2500 kgm³ para 2000 kgm³ Podemos usar os concretos leves em diversas ocasiões como na fabricação de prémoldados Figura 314 Concreto leve feito com pérolas de EPS 89 Concreto celular É um tipo de concreto leve que utiliza em sua composição uma espécie de espuma que incorpora ar ou seja poros artificiais ao concreto ao invés de agregados mais leves Pode ser utilizado no preenchimento de lajes e na confecção de divisórias Possui propriedades isolantes térmicas e acústicas e não necessitam de adensamento por serem mais fluidas Concreto Pesado Já o concreto pesado ao contrário do leve deve ser pesado pois utilizamos este tipo de concreto como proteção contra radiação em hospitais e usinas nucleares Os raios X gama etc são em sua maioria barrados por uma parede de concreto pesado não conseguindo atravessála totalmente Para a fabricação do concreto pesado devemos utilizar agregados graúdos naturalmente mais pesados pedras pesadas Concreto rolado O concreto rolado é o tipo de concreto que possui baixa trabalhabilidade e proporcionalmente pouco cimento quando comparado aos outros É utilizado para a confecção de estradas e estacionamentos etc São aplicados por meio de rolos compressores figura 315 Pode ser aplicada uma camada de asfalto por cima para que a estrada possua melhor impermeabilização 90 Figura 315 Rolo compressor aplicando Concreto Rolado Concretos Inteligentes Uma inovação promissora em termos de concreto vem surgindo entre os pesquisadores da área e se chama Concreto Inteligente ou Bioconcreto do inglês Smart Concrete O concreto inteligente é feito da mesma forma que o concreto tradicional mas são adicionadas a ele bactérias que sobrevivem em pH alto que é o pH tradicional do concreto sem contato com água ou substrato chamados de agentes da cura No concreto inteligente os agentes da cura ficam armazenados em pequenos bolsos de plástico biodegradável sem contato com o seu substrato que é o lactato de cálcio 91 Quando há algum tipo rachadura ou de infiltração há o contato dos bolsos com a água infiltrada e assim os bolsos se rompem Consequentemente as bactérias ficam em contato com a água e começam a se alimentar do substrato Então as bactérias crescem produzindo calcário processo que irá fechar aquela rachadura Ao preencher a rachadura o processo é finalizado e o concreto está curado 38 Dosagem do concreto A dosagem do concreto é um assunto muito importante para os engenheiros civis pois é a partir do estudo da dosagem que conseguiremos a melhor proporção entre os constituintes do concreto E essa proporção dos materiais que serão incorporados para a formação do concreto figura 316 pode ser dada em massa ou volume sendo imprescindível que todas as proporções sejam seguidas corretamente nas obras em geral No entanto é recomendado que todos os materiais sejam pesados em seu estado seco Figura 316 Elementos componentes do concreto antes da mistura 92 De acordo com Tutikian e Helene 2011 ainda não foi encontrado um método consensual entre os institutos de pesquisa no Brasil a respeito do estudo de dosagem de forma que não há uma norma ou estudo desenvolvido por brasileiros a respeito do melhor método para se obter a dosagem no país Assim os autores recomendam que os diversos tipos de cimentos comercializados no país bem como os diversos agregados miúdos e graúdos aditivos entre outros devem ser testados e estudados para que haja esse consenso Nesse contexto atualmente para determinar a dosagem de concreto são utilizados no país diversos métodos por exemplo método ABCP é o que iremos aprender neste bloco método de dosagem do instituto de pesquisas tecnológicas IPT método de dosagem do instituto nacional de tecnologia INT entre outros Todos os métodos citados são diferentes mas apresentam alguns pontos em comum Levando isso em consideração nós como engenheiros devemos saber que o mais importante na hora de determinar uma dosagem do concreto para a nossa obra é testar aquela dosagem Assim antes de começar uma obra e com os projetos estruturais em mãos é muito comum testar em laboratório aquela dosagem para que possa ser verificado se ela atende às especificações requeridas Também é comum que em grandes concreteiras já exista esse estudo prévio da dosagem e assim a própria concreteira irá recomendar aquela dosagem Para finalizarmos este subtema há algumas características básicas do concreto em si que devem ser levadas em consideração na hora da dosagem Então não esqueça toda dosagem deve seguir alguns princípios básicos 93 Quadro 31 Princípios básicos de toda dosagem A resistência à compressão de um concreto é 95 explicada pela resistência da pasta A máxima resistência será teoricamente alcançada com uma pasta de cimento simples Para cada dimensão máxima característica do agregado graúdo há um ponto ótimo de resistência do concreto crescente com a redução dessa dimensão A resistência à compressão dos concretos depende essencialmente da relação ac Um concreto corrente será tão econômico quanto maior a dimensão máxima característica do agregado graúdo e quanto menor o seu abatimento ou seja concretos de consistência seca para uma mesma resistência são mais baratos que de consistência plástica ou fluída A consistência de um concreto fresco depende essencialmente da quantidade de água por m³ Para uma dada resistência e uma dada consistência há uma distribuição granulométrica ótima combinação miúdograúdo que minimiza a quantidade de pasta O rendimento da relação resistência à compressão MPaconsumo de cimento kgm3 tem um ponto ótimo máximo para cada traço e aumenta com o crescimento da resistência ou seja quanto maior a resistência de um concreto maior seu rendimento em MPakg Fonte adaptado de TUTIKIAN e HELENE 2011 Aprenderemos no subtema a seguir o passo a passo do cálculo para dosar as proporções corretas de todos os constituintes do Concreto cimento água areia e brita Esse tutorial é importante para o uso correto do concreto nas obras pois assim o produto estará apto a atender todas as especificações que lhe foram solicitadas Lembremos que todos os cálculos estruturais levam em consideração a resistência do concreto em seus projetos Neste sentido o objetivo deste subtema será chegarmos quando concluirmos nossos cálculos na proporção correta da composição do concreto 94 que produza um concreto com uma série de qualidades desejadas e a mais importante delas seu fck resistência do concreto à compressão A resposta final dos nossos cálculos o resultado da dosagem do concreto nos fornecerá o que comumente chamamos de Traço do Concreto O traço fornecerá a quantidade de cada um dos materiais que serão utilizados para a fabricação do concreto Pode ser apresentado em função do volume de todos os materiais ou em função do peso de todos esses materiais No traço sempre teremos a mesma ordem de materiais cimento areia brita e fator águacimento Cimento Areia Brita ÁguaCimento 39 O método ABCP O cálculo da dosagem pode ser realizado de diversas formas e a mais comum no Brasil é através do método fornecido pela Associação Brasileira de Cimento Portland ABCP Criado nos anos 80 o método leva em consideração alguns parâmetros da época então é recomendado ao finalizarmos o traço testálo em corpos de prova para verificar se realmente o concreto atingiu as especificações necessárias e assim utilizar o concreto para as obras Para o cálculo do método é necessário obter as informações dispostas no quadro a seguir 95 Quadro 32 Informações necessárias para realizarmos o cálculo do método ABCP Fonte elaborado pela autora 2021 Para determinarmos o consumo de cimento CC do concreto ou seja a quantidade de cimento necessária para a fabricação de um metro cúbico de concreto com aquelas características o primeiro passo para esse cálculo é estimar uma resistência do concreto de acordo com as condições de preparo considerando um desvio padrão que possa ocorrer chamado de Fcj ou Fc28 Fcj fck 165 x sd Cimento Tipo do cimento CP XX Massa específica Resistencia do cimento aos 28 dias Agregados Módulo de Finura do agregado miúdo Dimensão Máxima do agregado graúdo Massa específica agregado graúdo e miúdo Massa unitária compactada Concreto Consistência no estado fresco abatimento Condições de exposição classe de agressividade Resistência requerida em projeto fck em MPa 96 Segundo a NBR 126552015 Concreto de cimento Portland Preparo controle recebimento e aceitação Procedimento o desvio padrão deve ser estimado através das características do local que é dado por Condição A Aplicável aos concretos da classe C10 a C80 fck 10 a 80 MPa Cimento e agregado medido em massa Água medida em massa ou volume com dispositivo dosador Determinações precisas e frequentes da umidade dos agregados Proposta do sd 40 Mpa Condição B Aplicável aos concretos da classe C10 a C25 fck 10 a 25 MPa Cimento em massa Agregado em volume Água em volume com dispositivo dosador Correção da umidade em pelo menos três vezes da mesma turma de concretagem Volume do agregado miúdo corrigido pela curva de inchamento Proposta do sd 55 Mpa 97 Condição C Aplicável aos concretos da classe C10 a C15 fck 10 a 15 MPa Cimento em massa Água em volume Umidade estimada Exigese para esta condição o consumo mínimo de cimento 350 kgm3 Proposta do sd 70 Mpa A partir do cálculo do valor do Fcj o segundo passo é encontrar junto à resistência do cimento através do tipo de cimento que será utilizado no concreto o fator água cimento Este será descoberto através da Curva de Abrams do valor do fcj e do cimento utilizado Figura 317 Curva de Abrams utilizada para descobrirmos o fator águacimento que será utilizado no nosso concreto Fonte ABCP apud LISBOA et al 2017 p 175 98 Para a determinação do consumo de água CA nós precisaremos apenas do abatimento mm do concreto que iremos calcular e do diâmetro máximo do agregado graúdo mm que será utilizado Lembrando que o abatimento é dado através do Slump Test teste do cone que vimos no bloco anterior Quadro 33 Consumo de água em função do Abatimento e Dmax do Agregado Graúdo Fonte ABCP apud LISBOA et al 2017 p 175 A relação águacimento é a proporção entre água e cimento Então se sabemos essa relação e o consumo de água podemos descobrir o consumo de cimento Consumo de cimento CC 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝐶𝐴 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 á𝑔𝑢𝑎𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝐶𝐴 O volume do agregado graúdo é determinado através de uma tabela que leva em consideração o módulo de finura MF e da dimensão máxima dos agregados mm Lembrando que o módulo de finura é um cálculo proveniente da granulometria do agregado que vimos no Bloco 2 99 Quadro 34 Volume de Agregado Graúdo Fonte ABCP apud LISBOA et al 2017 p 176 Porém nós necessitamos do consumo ou seja o peso do agregado graúdo e não o seu volume Então para sabermos o consumo do agregado graúdo CB nós utilizamos a fórmula da massa unitária do agregado graúdo e assim Consumo de brita CB Volume de brita encontrado tabela acima x massa unitária do agregado graúdo compactada CB VB x γ brita Normalmente na composição de concreto são utilizados mais de um agregado graúdo para evitar vazios Ou seja são utilizados mais de um tipo de brita e assim nós precisamos inserir nos cálculos os consumos de cada uma delas Para isso é necessário saber as proporções utilizadas e inserir nos cálculos Então basta multiplicar o consumo total de agregado graúdo pelas proporções das britas 1 B1 e brita 2 B2 que serão utilizadas CB1 CB x de B1 utilizada CB2 CB x de B2 utilizada Tendo em mente que estamos calculando um metro cúbico de concreto e só falta o agregado miúdo para esse cálculo ficar completo nós o faremos por exclusão Então 100 nós diminuímos o volume total do volume de brita o volume de cimento e o volume de água e assim só restará o consumo do agregado miúdo a areia CM Porém devemos lembrar que até o momento estamos utilizando em nossos cálculos o consumo ou seja o peso desses materiais e para descobrir o volume da areia precisamos calcular o volume de todos os materiais Nós fazemos isso através da massa específica e consumo já calculado V 𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 1 𝐶𝐶 𝛿𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝐶𝐵 𝛿𝑏𝑟𝑖𝑡𝑎 𝐶𝐴 𝛿á𝑔𝑢𝑎 Em que Vareia volume de areia CC consumo de cimento CB consumo de brita CA consumo de água cimento massa específica do cimento brita massa específica da brita Então com o volume de areia e massa específica da areia calculamos seu consumo Cm V areia x areia Em que Cm consumo de areia areia massa específica da areia O traço que acabamos de calcular foi apresentado em função do consumo de cada constituinte do concreto para a fabricação de um metro cúbico do concreto Então 101 para deixarmos o traço em função das quantidades de cada material é comum que dividamos todos os componentes pelo consumo do cimento CC como observado abaixo E assim obteremos a proporção em peso dos componentes sendo possível aplicar esse traço à quantidade que desejamos Cimento Areia Brita 1 Brita 2 ÁguaCimento 310 Aplicação do método de dosagem ABCP Agora que você já conhece o passo a passo sequencial do método ABCP para a obtenção do traço para sua obra que tal realizarmos um exemplo prático Usaremos como referência a obra Materiais de construção concreto e argamassa 2017 de Lisboa et al que você pode encontrar na Biblioteca Virtual Imagine que você é o engenheiro de uma obra e está precisando de um traço de concreto Após suas pesquisas você resolveu utilizar o método ABCP então começou a colher as informações necessárias para esse cálculo Assim de acordo com o que foi visto neste Bloco e com as características abaixo vamos determinar o traço do concreto utilizando o método ABCP c água c brita c brita c areia c c C C C C C C C C C C 2 1 102 Dados da questão Fonte elaborado pela autora Resposta 1º Passo Cálculo do fator ac No primeiro passo para determinar a resistência da Dosagem do Concreto em função do desvio padrão aos 28 dias pelo método ABCP devemos calcular o Fcj ou Fc28 Sabendo que na questão nós temos que é a condição B então o SD desvio padrão é igual a 55 Então Fcj Fc28 Fck 165 x SD 165 fixo sd tabela Fc28 25 165 x 55 Fc28 34 Mpa 103 Com esse valor vamos entrar no gráfico das curvas Abrams na cor azul puxamos o valor 34 Mpa e cruzamos com a curva do cimento utilizado será o CPII 32 também na cor azul de forma que o valor do fator ac será em vermelho Fonte Adaptado de ABCP 1995 apud LISBOA et al 2017 Ou seja para as características nós temos que AC 0475 2º Passo Consumo de Água e Cimento Com o valor da relação AC nós iremos agora calcular o consumo de água e cimento Lembrese o método ABCP calcula todos os consumos para o volume de um metro cúbico de concreto Assim para determinar esses consumos nós precisamos saber o Abatimento do Concreto e do Diâmetro máximo do agregado Que para esse exemplo são Abat 90 mm Dmáx 25 mm 104 Consumo de água aproximado Lm³ Abatimento mm Dmáx Agregado graúdo mm 95 190 250 320 380 40 a 60 220 195 190 185 180 60 a 80 225 200 195 190 185 80 a 100 230 205 200 195 190 Fonte Adaptado de ABCP 1995 apud LISBOA et al 2017 E assim pela tabela acima nós temos que o consumo de água será 200 litros Então o consumo de cimento será Ca 200 Litros ac 0475 Cc Ca ac 200 0475 421 kg 3º Passo Consumo de Brita e Areia O próximo passo é o cálculo do consumo da brita para isso nós vamos descobrir seu volume e após descobrirmos o volume através da massa específica nós podemos calcular seu consumo Então entramos com o valor do módulo de finura e o diâmetro máximo Módulo de finura MF 26 Dimensão máxima 25 mm 105 MF Dimensão máxima dos agregados mm 95 195 250 320 380 V O L B R I T A S M3 18 0645 0770 0795 0820 0845 20 0625 0750 0775 0800 0825 22 0605 0730 0755 0780 0805 24 0585 0710 0735 0760 0785 26 0565 0690 0715 0740 0765 28 0545 0670 0695 0720 0745 30 0525 0650 0675 0700 0725 32 0505 0630 0655 0680 0705 34 0485 0610 0635 0660 0685 36 0465 0590 0615 0640 0665 Fonte elaborado pela autora Assim o volume total das britas é de 0715 m³ Agora vamos transformar em consumo em kg Para isso usamos o conceito de massa específica que você aprendeu no primeiro bloco desta disciplina Lembrese nesse momento você usará a massa específica compactada Além disso para o concreto deste exemplo temos duas britas em proporções diferentes então também iremos aplicar a proporção requerida ou seja 80 do volume de 0715 m³ é de uma brita e os 20 restantes da outra De forma que 𝐶𝑏 𝑉𝑏 𝛾𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑎 𝐶𝑏 0715 1500 𝑘𝑔𝑚3 𝐶𝑏 1072𝑘𝑔𝑚3 𝐶𝑏1 1072 080 Cb1 858 𝑘𝑔 𝐶𝑏2 1072 020 Cb2 214 𝑘𝑔 Após obtermos os consumos das duas britas temos que determinar o consumo da areia que é o agregado fino do nosso concreto Para isso vamos calcular o volume de 106 areia para depois calcularmos seu consumo Para isso nesta fórmula usamos a massa específica SOLTA da brita de forma que 𝑉𝑎 1 𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝛿𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑏𝑟𝑖𝑡𝑎 𝛿𝑏𝑟𝑖𝑡𝑎 á𝑔𝑢𝑎 𝛿á𝑔𝑢𝑎 𝑉𝑎 1 421 3100 1072 2700 200 1000 𝑉𝑎 1 0732𝑉𝑎 0268𝑚3 Como já temos o volume de areia agora falta o seu consumo utilizando sua massa específica solta 𝐶𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 𝑉𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 𝛿𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 𝐶𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 0268 2650 kg𝑚3 𝐶𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 710 𝑘𝑔 4º Passo Traço final Agora que temos todos os consumos dos constituintes do concreto podemos calcular nosso traço final Para isso devemos dividir todos os consumos pelo consumo do cimento 𝐶𝑐 𝐶𝑐 𝐶𝑎𝑟𝑒𝑖𝑎 𝐶𝑐 𝐶𝑏𝑟𝑖𝑡𝑎1 𝐶𝑐 𝐶𝑏𝑟𝑖𝑡𝑎2 𝐶𝑐 𝐶á𝑔𝑢𝑎 𝐶𝑐 1 710 421 858 421 214 421 200 421 𝟏 𝟏 𝟔𝟕 𝟐 𝟎𝟒 𝟎 𝟓𝟏 𝟎 𝟒𝟕𝟓 Então esse é o traço final do nosso concreto dado em razão do consumo em quilos dos materiais para obtermos o concreto com aquelas características 107 Conclusão Caroa alunoa a partir deste bloco você aprendeu o conceito de concreto e suas principais características Você também viu a diferença entre as propriedades do concreto fresco e endurecido bem como a gama de aditivos que existe no mercado Vimos ainda alguns tipos de concreto e a diferença entre eles Por fim você aprendeu uma verdadeira receita de bolo o cálculo do traço do concreto através do método indicado pela Associação Brasileira de Cimento Portland ABCP Nesse momento nós finalizamos nossos estudos em concreto Agora você já percebeu o porquê deste material ser o mais consumido no mundo depois da água não é mesmo A partir do próximo bloco iremos estudar os outros materiais de construção civil Vamos lá REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE CIMENTO PORTLAND ABCP Como armazenar o cimento Disponível em httpsgooglnH1cBk Acesso em 25 jan de 2021 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT Norma NBR 57321991 Cimento Portland Comum Rio de Janeiro ABNT 1991 NBR NM 2482003 Agregados Determinação da composição granulométrica Rio de Janeiro ABNT 2003 NM 671998 Concreto Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone Rio de Janeiro ABNT 1998 NM 522002 Agregado miúdo Determinação da massa específica e massa aparente Rio de Janeiro ABNT 2002 ARAÚJO R C L RODRIGUES L H V FREITAS E G A Materiais de construção Rio de Janeiro Editora Universidade Rural 2000 BAUER L A F Materiais de Construção Volume 2 São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2008 108 CARVALHO J D N Sobre as origens e desenvolvimento do concreto Revista Tecnológica v 17 p 1928 2008 LISBOA E S ALVES E S MELO G H A G Materiais de Construção Concreto e Argamassa Porto Alegre SAGAH 2017 Disponível em httpbitly319tTE7 Acesso em 22 mar 2021 NEVILLE A M Properties of Concrete Harlow Harlow Pearson Education Limited 2011 Referências Complementares ARAÚJO R C L RODRIGUES L H V FREITAS E G A Materiais de construção Rio de Janeiro Editora Universidade Rural 2000 BAUER L A F Materiais de Construção V 1 São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2016 CARVALHO J D N Sobre as origens e desenvolvimento do concreto In Revista Tecnológica v 17 p 1928 2008 GU Haichang et al Multifunctional smart aggregatebased structural health monitoring of circular reinforced concrete columns subjected to seismic excitations In Smart Materials and Structures sl v 19 n 6 p17 11 de maio de 2010 IOP Publishing ISAIA G C Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais São Paulo Ibracon 2010 PATTON W J Materiais de construção para Engenharia Civil São Paulo Editora Pedagógica e Universitária 1978 PETRUCCI E G R Materiais de construção Porto Alegre Globo 1973 RODRIGUES P P F Parâmetros de dosagem do concreto São Paulo ABCP 1995 109 SINDICATO NACIONAL DA INDÚSTRIA DO CIMENTO SNIC Press Kit 2013 Disponível em httpsnicorgbrassetspdfpresskitpresskitSNIC2013pdf Acesso em 20 jan 2021 THOMAZ E Concreto de alto desempenho In Téchne n 232 julho 2016 VERÇOSA E Materiais de construção Porto Alegre Editora da UFRS 2000 110 4 MADEIRA E METAIS Apresentação Caroa alunoa neste bloco estudaremos a Madeira e os Metais como materiais de construção civil seus usos na obra principais propriedades específicas comportamento diante de situações diversas defeitos que possam ocorrer nas peças e tratamentos de melhoramento da madeira Nossos objetivos de aprendizagem nesse bloco são definir a madeira como material de construção perceber os principais usos da madeira compreender as principais classificações da madeira conceituar os materiais metálicos compreender como o material metálico pode ser usado na construção civil saber como funciona o processo de produção dos metais e entender as principais propriedades do material 41 Madeiras a madeira como material de construção A madeira é um dos materiais de construção mais antigos utilizados pela humanidade Com larga aplicação na construção civil a madeira é um material versátil e pode ser utilizada desde a fundação até o revestimento da nossa obra É utilizada na produção de estruturas de concreto armado como formas e escoras é usada em peças estruturais na confecção de esquadrias no acabamento interno e até em pontes Atualmente no Brasil é cada vez mais difundido o uso de madeiras de reflorestamento em razão de questões ambientais e preservação do meio ambiente Vejamos os diversos usos da madeira na construção civil na figura 41 abaixo 111 Figura 41 Os diversos usos da madeira na construção civil Fonte elaborado pela autora A composição química da madeira Sabemos que a madeira é um material produzido pelos vegetais mais precisamente dos tecidos de sustentação das plantas lenhosas A madeira tem composição química de 60 de Holo celulose uma celulose que promove resistência mecânica às paredes celulares de 16 a 33 de uma resina natural chamada Lignina que une as fibras da celulose e de 5 a 30 de outros constituintes como óleos amidos açucares e cinzas como podemos observar na figura 42 Principais usos da Madeira na construção civil Peças estruturais Estaca Pilar Viga Telhado Tesouras Terças Caibros Ripas Esquadria Janela Porta Miolos de portas Batentes Marcos maciços Acabamento interno Piso Escada Rodapé Produção de Concreto Escoramento Formas 112 Figura 42 Composição química da madeira Fonte elaborado pela autora 42 Madeiras camadas e propriedades As madeiras possuem características especificas propriedades e composição única Vejamos a seguir com detalhes essas características As camadas da madeira A madeira possui consistência fibrosa ou seja possui fibras na sua composição Além disso uma árvore possui várias camadas mas somente uma é interessante para a construção civil Começando de fora para dentro temos casca câmbio alburno cerne ou lenho e medula O que nos interessa para a construção civil é o cerne Essa é a parte mais resistente da madeira e se encontra no núcleo do tronco da árvore Na Figura 43 podemos ver a macroestrutura da madeira e suas camadas 60 30 10 Composição química da Madeira Holocelulose Lignina Outros constituintes 113 Figura 43 Macroestrutura da madeira Fonte elaborado pela autora Como identificar a madeira Podemos identificar as madeiras de diversas formas no nosso cotidiano Uma dessas formas é a chamada Identificação Vulgar que é a forma coloquial e prática de identificar determinada planta Por exemplo nessa forma de identificação relacionamos o nome da planta com uma característica predominante comigo ninguémpode por exemplo Há ainda a Identificação Botânica que exige a presença de um botânico especializado que identificará a família o gênero e espécie da planta Por exemplo a popularmente chamada comigoninguémpode é identificada de forma botânica como Dieffenbachia Schott Outra forma de identificar a madeira é utilizar uma das diversas classificações que ela possui Uma das principais classificações da madeira é realizada em relação a sua função seu uso na obra Essa classificação se dá a partir do tipo de árvore que originou a peça de madeira As características de cada árvore podem determinar qual o uso adequado daquela madeira na obra Casca Câmbio Alburno Cerne Medula 114 Em relação ao uso da madeira podemos classificálas em a Madeiras finas usadas em marcenarias esquadrias Por exemplo Loiro b Madeiras duras ou de lei usadas para peças estruturais como suportes e vigas Por exemplo Peroba Paraju Grápia e Angico c Madeiras Resinosas utilizadas nas construções temporárias Por exemplo Pinho d Madeiras Brandas utilizadas devido sua fácil trabalhabilidade tem pequena durabilidade Por exemplo Timbaúva Veja no Catálogo de Madeiras Brasileiras para a Construção Civil disponibilizado pelo Instituto de Pesquisas Tecnológicas de São Paulo diversas plantas e suas respectivas classificações para a construção civil Disponível através do link httpwwwiptbrcentrostecnologicosCTFLORESTA2 A madeira e as suas propriedades A madeira possui um desempenho específico mesmo em seu estado natural que a coloca como um excelente material de construção Porém além das características positivas há características que são negativas ou seja não são interessantes para a construção civil Esse jogo de características positivas e negativas nos leva a refletir e escolher entre a madeira e os diversos materiais disponíveis no mercado Vejamos na figura 44 as principais características positivas e negativas intrínsecas da madeira 2 Acesso em 23 mar 2021 115 Figura 44 Principais características positivas e negativas da madeira Fonte elaborado pela autora Observação Anisotropia característica própria da madeira na qual as propriedades físicas podem se comportar de forma diferente ao longo das dimensões da peça Características Positivas da Madeira Alta Resistência Mecânica associada ao baixo peso próprio Alta Resistência aos choques e esforços dinâmicos Bom isolamento térmico Bom isolamento elétrico Custo reduzível fonte renovável e alta vida útil Características Negativas da Madeira Anisotropia Limitação de dimensões Não fornece bom isolamento acústico Variação das características em função da umidade Deteriorização por predadores em ambientes desfavoráveis 116 43 Madeiras defeitos das madeiras defeitos de crescimento produção secagem e de alteração Chamamos defeitos nas madeiras quaisquer anomalias que possam aparecer ao longo da peça Os defeitos comprometem a resistência da madeira alteram seu desempenham e propriedades Então como engenheiros devemos identificar uma peça defeituosa e evitar seu uso na nossa obra Os defeitos podem aparecer no crescimento da madeira no processo de secagem no processo de produção ou por ataque de predadores Veja abaixo um exemplo de defeito por crescimento na madeira na figura 45 Figura 45 Defeito na Madeira Os defeitos da madeira por crescimento são nós figura 46 fibras torcidas e grandes espaços entre as fibras Já os defeitos por secagem são rachaduras fendilhamento aparecimento de fendas nas peças e abaulamento curvaturas acentuadas na peça Os defeitos de produção ou seja nas etapas de produção da peça são as fraturas 117 fendas e rachaduras Os defeitos de alteração são os defeitos ocorridos pelo ataque de predadores Figura 46 Nó e rachadura na Madeira 44 Madeiras processos de transformação da madeira melhoramento das madeiras madeiras laminadas compensadas e aglomeradas As madeiras passam por diversos processos desde sua extração até chegar em nossa obra Dentre esses as madeiras podem passar ainda por procedimentos que as deixam ainda mais resistentes e melhor preparadas para serem utilizadas nas obras Vejamos a seguir Processos de beneficiamentos da Madeira Para melhorar o desempenho das madeiras é comum aplicar algumas técnicas de melhoramento da madeira nas peças que serão utilizadas na construção civil Os processos mais comuns de melhoramento são o processo de secagem o processo de transformação da madeira e a preservação da madeira 118 Os fungos e os cupins são os predadores mais frequentemente encontrados nas peças de madeira Os fungos provocam apodrecimento da peça e se proliferam quando encontram um ambiente ideal de temperatura acima de 20C umidade acima de 20 e presença de oxigênio O cupim é um inseto também conhecido como isópteros que se alimentam da celulose da madeira O cupim provoca imensos prejuízos para a construção civil sendo necessário trocar a peça de madeira nos casos de deterioração avançada A seguir na figura 47 podemos verificar o ataque por fungo na madeira Figura 47 Ataque por fungo observado em uma peça de madeira Preservação da Madeira O processo de preservação da madeira é utilizado para precaver o ataque e a deterioração da peça realizados por predadores como já discutimos anteriormente O principal objetivo desse processo é aumentar a qualidade da peça e por consequência aumentar sua vida útil 119 O processo de preservação ocorre através da aplicação de diversas formas No mercado estão disponíveis produtos e métodos que atingem esse objetivo Os métodos mais simples que possuem também o menor custo são a utilização de solventes por pincelamento produtos oleossolúveis tratamento por pulverização de soluções preservativas tratamento por encharcamento da madeira tratamento por aplicação de graxas entre outros Cada produto age de forma específica e de acordo com o tipo e uso que a madeira terá na construção Secagem da Madeira Para finalizar o que aprendemos no subtema anterior veremos com mais detalhes os processos de secagem da madeira que é um processo muito importante para a durabilidade da peça O processo de secagem traz diversas vantagens para a madeira como material de construção Por exemplo aliado a outros tratamentos previne o aparecimento de fungos e outros parasitas que podem apodrecer e deteriorar a peça Vejamos as principais vantagens do processo de secagem a seguir na figura 48 120 Figura 48 As vantagens do processo de secagem para as peças de madeira Fonte elaborado pela autora A secagem pode ser realizada ao natural ou em estufa A secagem ao natural ocorre ao ar livre e as peças perdem sua umidade ao decorrer do tempo Aproximadamente 50 da umidade inicial é eliminada por volta de 20 dias Após esse período a madeira comumente é comercializada O resto da umidade é lentamente perdido ao longo de 100 dias A secagem ocorre basicamente expondo a peça às condições atmosféricas e por troca de ar entre o ambiente perde naturalmente a água A secagem por estufa é feita em laboratório e possui umidade e temperatura controladas durante todo o processo É prédeterminado a umidade final que depende do objetivo da secagem da peça O processo de secagem na estufa esteriliza a peça então o aparecimento de predadores como os fungos se torna improvável de acontecer A secagem por estufa tem uma velocidade de evaporação da água da madeira controlada por meio de uma injeção controlada de vapor livre Assim previne o aparecimento de defeitos que possam aparecer na peça Vários fatores influenciam na velocidade da secagem da peça Os fatores internos que interferem na velocidade da secagem são espécie classificação da madeira em 121 relação ao uso teor inicial de umidade e espessura da peça Os fatores externos que influenciam na velocidade da secagem é a temperatura e umidade do ar Transformação da Madeira O processo de melhoramento por transformação da madeira se dá basicamente através da alteração da estrutura da fibra da madeira por diversas técnicas Como principais efeitos desse processo temos a alteração da resistência inicial da peça e do tamanho final Há três tipos básicos de madeira transformada madeira laminada madeira compensada e madeira aglomerada A madeira chamada laminada foi a primeira técnica aplicada pelo homem em termos de transformação da madeira As primeiras peças de madeira laminada datam do século XVIII O processo se dá por lâminas retiradas da tora de madeira com espessura em torno de 25mm são colocadas em camadas e entre elas há uma cola ou adesivo que mantém essas camadas com a aparência de uma tora de madeira maciça Abaixo na figura 49 observe um exemplo de madeira laminada no qual é possível observar as lâminas da madeira Figura 49 Exemplo de peça de madeira laminada 122 A madeira compensada muito difundida na construção civil também possui um processo de transformação semelhante ao da madeira laminada Podemos dizer que a madeira compensada é uma evolução da madeira laminada A madeira compensada é feita através de um empilhamento de chapas de madeira Cada chapa é colada sobre as outras em ângulos diferentes assim a resistência final é aumentada Logo é possível prever a resistência final da peça então o mercado oferece o produto com qualidades diferentes Dentre as madeiras compensadas há o multilaminado o sarrafeado e o multisarrafeado O compensado multilaminado contém lâminas em número ímpar dispostas perpendicularmente uma sobre a outra Já os compensados sarrafeados além das lâminas de madeira possuem um miolo em madeira bruta Os compensados de multisarrafeados são semelhantes ao sarrafeados apenas diferem nas dimensões As lâminas do multisarrafeados são menores e as placas utilizadas podem ser tiradas de compensados laminados Os compensados sarrafeados são indicados para portas já que empenam menos que outros tipos de compensados As madeiras aglomeradas são a junção de partículas de madeira e uma resina cola distribuídas de forma aleatória Ela surgiu da escassez da madeira bruta e do excesso de resíduo da madeira serragem e restos de madeira Atualmente o processo de fabricação é controlado pela densidade do material assim há variações de qualidade e diferentes tipos de aplicação Veja abaixo na figura 410 um exemplo da madeira aglomerada e sua textura 123 Figura 410 Textura de uma peça de madeira aglomerada 45 Metais o metal como material de construção A fabricação de materiais metálicos como o ferro teve início em aproximadamente 2000 aC um pouco antes da chamada Idade do Ferro 1000 aC Neste período foram espalhados pelo mundo os processos de fabricação do metal e o homem aproveitou as propriedades e a abundância do ferro em sua vida cotidiana Você provavelmente possui noções de como diferenciar um material que seja metálico dos nãometálicos Por exemplo ao observar alguns dos materiais na Figura 411 facilmente os identificamos como metais Na prática sabemos que o metal é um material que possui forjabilidade brilho opacidade condutibilidade são sólidos a 25C entre outras características Quimicamente podemos definir que os metais em geral são elementos que sempre ionizam positivamente quando combinados com outros elementos 124 Figura 411 Exemplo de materiais metálicos 46 Metais produção de peças metálicas e ligas metálicas Na natureza podemos encontrar os metais de forma livre o que é incomum ou em forma de minérios Os minérios são compostos que contêm os metais e substâncias nãometálicas chamadas gangas As gangas geralmente são impurezas descartadas no processo de produção dos metais A partir do minério é extraído o metal puro que é a matériaprima da indústria em geral Para explorar uma área que possui minérios é necessário que estes estejam concentrados em jazidas As jazidas são consideradas toda massa individualizada de substância mineral ou fóssil aflorando à superfície existente no interior da terra e que possua valor econômico de acordo com a Lei 227 de 1940 do Código de Minas Brasileiro Assim toda exploração de jazidas é controlada pelo Código de Minas sob administração do Ministério de Minas e Energia Brasileiro que regulamenta as áreas das jazidas em forma de mina As minas são uma expansão das jazidas regularizadas pelos órgãos competentes 125 Quando obtemos a regularização da área e da exploração dos minérios começamos o processo de produção dos materiais metálicos Que podem ser divididos em três etapas principais a mineração a metalurgia e a siderurgia Veremos o que compete a cada etapa na figura 412 Figura 412 Etapas da produção dos materiais metálicos Fonte elaborado pela autora Como observamos na figura 412 as etapas de produção dos materiais possuem processos específicos A mineração é dividida em duas fases a colheita do minério e a concentração A colheita é a extração do minério na natureza propriamente dita a céu aberto ou subterrâneo Já a concentração é a fase de purificação da mineração Ou seja é o processo que separa o metal da ganga concentrando o metal A fase de concentração pode acontecer por processos físicos como a trituração do material separação por lavagem e separação por magnetismo separando os metais com o auxílio de um ímã ou por processos químicos nos quais os minérios são transformados com o auxílio do fogo por exemplo A separação do metal na fase de concentração é um processo que ocorre em paralelo com a metalurgia A metalurgia é a etapa que extrai o metal puro do minério após a fase de colheita ou concentração da mineração na qual ocorre a extração final do metal puro Veja na figura 413 um resumo da produção de peças metálicas e suas principais etapas na indústria 126 A metalurgia utiliza três processos para obter tal grau de pureza a Redução submete o minério a altas temperaturas em fornos com o auxílio de carbono ou oxido de carbono que resulta em metal puro b Precipitação química utiliza alguma reação química específica que resulta em metal puro c Eletrólise mergulha metais que possam ser dissolvidos em água separandoos É utilizado como aperfeiçoamento dos processos anteriores Figura 413 Resumo da produção de peças metálicas 47 Metais Propriedades gerais Veremos agora as principais propriedades dos metais e porque essas propriedades são tão importantes para a utilização desse material na construção civil Como engenheiros temos a noção do que é importante em um material de construção 127 resistência duração comportamento em relação ao fogo dilatação térmica entre outros Vejamos essas características referentes ao metal Resistência ao Choque O choque é conceituado como uma solicitação instantânea Então entendemos a resistência ao choque como a resistência na qual o metal sofreu ruptura por uma carga instantânea Cada liga metálica responde de uma forma diferente ao choque Condutibilidade Elétrica Os metais são excelentes condutores elétricos Assim na construção civil esse material vem sendo utilizado há anos como fios transmissores de energia elétrica Antigamente utilizávamos o fio de cobre para esse fim mas hoje em dia ele tem sido substituído pelo alumínio por ser mais barato Condutibilidade Térmica Os metais em geral possuem uma boa condutibilidade térmica Podendo variar de 1006 a 0080 calorias gramascm²cmC Além disso o material possui um alto coeficiente de dilatação térmica em comparação aos outros materiais de construção Por exemplo algumas peças metálicas podem ter o coeficiente de dilatação térmica 125 vezes maior que o coeficiente de dilatação térmica do vidro Vale lembrar contudo que todas as propriedades dos metais variam de acordo com o material ou a liga metálica em questão Densidade A densidade dos materiais metálicos depende muito da liga metálica e dos seus componentes em questão Em geral a densidade dos materiais metálicos pode variar 128 entre 256 gcm³ e 1145 gcm³ porém a platina pode ter densidade de até 2130 gcm³ Bauer 2016 Como vimos no Bloco 1 para calcular a densidade final de uma peça seja ela metálica ou não é necessário dividir o peso dela pelo volume da mesma peça Dureza A dureza é uma propriedade que também varia bastante de acordo com a liga metálica em questão As peças podem ser classificadas como duras ou até relativamente moles De acordo com a ABNT as peças devem ser submetidas ao teste Dureza Brinell Fadiga Submeter uma peça à fadiga pode ser definida como a solicitação do material diversas vezes a cargas pequenas aplicadas em sentidos contrários Ocorre por exemplo ao abrir um clipe de papel e dobrar e desdobrar a aba do clipe até rompêla Nesse caso afirmamos que no clipe houve uma ruptura por fadiga A resistência à fadiga depende da liga metálica utilizada Durabilidade A durabilidade das peças metálicas primeiramente irá depender de sua relação com a corrosão ou seja peças protegidas e naturalmente mais resistentes à corrosão são mais duráveis Além da corrosão cada peça tem um determinado comportamento diante de situações adversas como fogo fadiga variações de temperatura etc 129 Corrosão Geralmente conseguimos determinar se um metal está enferrujado ou não A ferrugem ocorre exclusivamente nas peças de ferro que possuem uma camada de pó ou escamas que indicam que a peça está oxidada Esse processo de corrosão ou oxidação ocorre a partir da transformação da superfície de um metal exposta a diversos compostos que podem estar presentes na atmosfera em que a peça se encontra Exceto o Ouro e a Platina todos os outros metais estão susceptíveis à corrosão uns mais e outros menos Podemos observar na figura 414 os metais mais resistentes à corrosão e os menos resistentes Figura 414 Resistência à corrosão de alguns metais Fonte elaborado pela autora Em uma corrosão o metal sempre doará elétrons para um composto oxidante Contudo a corrosão pode ser classificada em corrosão química e corrosão eletroquímica A corrosão eletroquímica acontece devido ao potencial elétrico que naturalmente os elementos possuem No caso da figura 414 podemos observar que os materiais localizados na parte positiva possuem um potencial maior que os localizados abaixo e consequentemente maior que os elementos localizados na parte Platina Ouro Prata Cobre Chumbo Estanho Níquel Cobalto Ferro Cromo Manganês Alumínio Zinco 130 negativa do quadro Quando em contato normalmente o elemento que possuir o maior potencial elétrico tende a corroer o elemento de menor potencial elétrico O processo de oxidação eletroquímica acontece de forma semelhante ao processo de oxidação química Porém no caso da corrosão química o metal é exposto ao ar e assim a troca de elétrons se dá no ambiente O metal perde elétrons para o ambiente e assim é formada uma camada de óxido fina Diferente da corrosão eletroquímica na corrosão química essa camada formada pelo metal oxidado impede que a reação ocorra no interior da peça de certa forma protegendoa Já na corrosão eletroquímica não há a formação dessa película e as reações de troca de elétrons continuam A proteção contra a corrosão pode ser realizada adotando diversas medidas que não irão eliminar totalmente a corrosão mas protegem a peça de seu progresso Assim a peça terá uma durabilidade maior no uso ao qual foi designada Medidas como recobrimento do material por plástico recobrimento por pintura recobrimento por capeamento metálico e escolha adequada da liga metálica são exemplos de medidas que protegem a liga de futuras corrosões Aparência A aparência dos materiais metálicos é comum a todos são sólidos em temperatura ambiente possuem brilho característico e não apresentam porosidade 48 Metais Resistências à tração limites de escoamento Talvez a resistência à tração seja a propriedade mais importante que os metais apresentam principalmente para a construção civil Em relação aos outros materiais de construção civil os materiais metálicos apresentam alta resistência aos esforços de tração Essa propriedade faz do metal um material que possui uma enorme vantagem em comparação com as estruturas de concreto por exemplo As peças de metal 131 quando estão submetidos aos esforços de tração apresentam tensões internas O trecho da peça na qual houver maior diminuição da sua seção transversal será o trecho em que haverá maior tensão interna Ao estudarmos os diagramas tensãodeformação formados a partir dos ensaios de tração é observado um comportamento semelhante nos materiais metálicos Gráfico 41 Particularmente os chamados aços doces com baixos percentuais de carbono possuem no seu gráfico tensãodeformação uma área chamada Limite de Escoamento resumidamente podemos conceituála como a área na qual há grandes deformações sem grandes variações da tensão A partir desse momento as deformações serão permanentes na peça Para a maioria dos metais há o trecho elástico observado no gráfico 41 porém não há a área de escoamento Então o material não sofre grandes deformações ao longo do aumento da tensão Gráfico 41 Comportamento dos materiais metálicos submetidos aos esforços de Tração Fonte BAUER 2016 132 De acordo com a norma NBR 6892 de 2002 Materiais Metálicos Ensaio de tração à temperatura ambiente a forma e as dimensões dos corpos de prova dependem da forma e dimensões dos produtos metálicos dos quais os corpos de prova são retirados Ou seja a amostra na qual o corpo de prova é retirado vem da usina a partir do processo no qual o produto é produzido forjamento ou fundição Sua seção circular pode variar de acordo com o material que será analisado Assim que o material se encontra pronto para o ensaio é levado a uma máquina de ensaios Essa máquina tem como objetivo aplicar uma força axial de tração nos corposdeprova Esse corpodeprova deve sofrer uma solicitação progressiva à velocidade constante A máquina por sua vez deve possuir a capacidade de determinar o alongamento do corpodeprova bem como sua deformação E assim determinar o limite de escoamento no caso do aço e sua resistência à tração 49 Metais As principais ligas metálicas para a construção civil alumínio cobre zinco e latão Se observarmos os metais em um microscópio veremos uma estrutura formada por moléculas ordenadas Essa disposição das moléculas dá aos metais uma constituição cristalizada em seu estado sólido Veja na figura 415 um exemplo de uma estrutura cristalizada A isotropia é uma característica dos materiais metálicos em geral Ao possuírem essa característica podemos afirmar que as propriedades desses materiais são constantes em toda a extensão de suas peças Essa propriedade física dá aos metais a característica de ser um anisotrópico conceito que descobrimos neste bloco quando nos referimos às madeiras Porém seus cristais estão distribuídos desordenadamente os metais se comportam como materiais que possuem isotropia 133 Figura 415 Exemplo de uma molécula cristalizada cujos átomos são organizados de forma ordenada Para melhorarmos as propriedades dos materiais metálicos geralmente agrupamos um ou vários tipos de metais eou outros elementos transformandoos em um só Chamamos essa mistura de ligas metálicas As ligas metálicas são importantíssimas na construção civil Por exemplo o Aço é uma liga metálica composta de Ferro e Carbono As ligas metálicas devem possuir aparência de um metal ou seja deve ser uma mistura homogênea e no geral devem se comportar como um metal Podemos classificar as ligas metálicas de acordo com sua estrutura em misturas mecânicas soluções sólidas ou compostos químicos Vejamos no quadro 41 como se define cada tipo de liga metálica Quadro 41 Classificação das ligas metálicas Fonte elaborado pela autora 134 Além da classificação de acordo com sua estrutura devemos entender também como as ligas metálicas são produzidas Os processos de eletrólise fusão metalurgia associada pressão e aglutinação são alguns dos processos de produção das ligas A fusão é o processo mais comum de formação das ligas metálicas Consiste basicamente em misturar os elementos e leválos ao ponto de fusão Para a utilização desse processo os materiais devem possuir pontos de solidificação semelhantes Assim a liga se forma ao esfriamento da mistura quando os metais se solidificam Já o processo de pressão acontece ao fundir os metais por pulverização deles mistura e martelamento respectivamente O processo de aglutinação acontece de forma semelhante ao processo de pressão porém o processo acontece na presença de um cimento Na metalurgia associada os minérios escolhidos já possuem a liga em sua composição assim é retirada somente a parte que não é necessária A eletrólise foi explicada anteriormente subtema 32 1 Alumínio O alumínio tem como principal vantagem o peso é um material bem mais leve em comparação com outros materiais metálicos o que o torna adequado para diversos usos na construção civil Além disso é um material resistente aos ambientes agressivos como ambientes próximos ao mar pois é resistente à corrosão Então podemos utilizálo para telhados em orlas marítimas por exemplo já que ele é leve e resistente O alumínio também pode ser utilizado como fios para conduzir eletricidade o alumínio é um bom condutor térmico e elétrico Porém possui baixa resistência mecânica e alta flexibilidade Os seus principais usos na construção civil são esquadrias portas e janelas coberturas telhas fios e revestimentos 135 2 Cobre O cobre é um metal bastante usado na construção civil Ele possui como características excelente condutibilidade elétrica e térmica possui ductibilidade e maleabilidade é resistente mecanicamente possui propriedade bactericida e é bastante versátil na construção civil Ao oxidar forma uma camada que o protege assim o cobre possui grande durabilidade De cor avermelhada o cobre pode produzir lâminas e fios Ainda pode formar chapas para revestimento de fachada telhas e calhas Atualmente é mais usado fora do Brasil em países da América Latina O cobre por ser mais caro perdeu espaço para o alumínio na construção civil 3 Zinco A importância do zinco para os materiais metálicos se deve ao processo de Zincagem A zincagem consiste em um processo de aplicação do zinco em aço com o objetivo de protegêlo contra a corrosão Nas construções civis já que é pesado e tenaz podemos utilizar o zinco na forma de chapas para coberturas e revestimentos e ainda na forma de calhas e tubos 4 Latão O latão é o nome popular que se dá à liga metálica cobrezinco Com diversos usos na construção civil possui a propriedade combinada dos dois elementos então dificilmente sofre corrosão É maleável a certa temperatura e é muito resistente É largamente usado na construção civil em tubos conexões peças sanitárias fechaduras entre outros 136 410 Metais O Aço Sem dúvidas o aço é o metal mais importante para a construção civil Por esse motivo a seguir veremos com detalhes algumas características deste material A siderurgia e o Aço Os metais podem ser definidos em ferrosos e não ferrosos Até o momento estudamos os metais nãoferrosos Agora veremos os metais ferrosos que podem ser definidos simplesmente como as ligas de ferrocarbono Os metais ferrosos são produzidos pela Siderurgia que na verdade é a metalurgia específica para as ligas metálicas que possuem ferro E a liga metálica dos metais ferrosos mais importante é o Aço O material metálico mais importante para a construção civil provavelmente é o Aço O Aço é uma liga metálica composta de Ferro e Carbono na qual a porcentagem de Carbono determina a classificação e uso do Aço Aços que aguentam altas solicitações e funcionam como aço estrutural possuem teores de carbono entre 018 e 025 Já os materiais como Gusa Aços ou Ferros Doces possuem altas porcentagens de carbono Quando a liga possui uma porcentagem de carbono inferior a 20 então é considerada Aço Além do carbono o aço pode possuir outros componentes como manganês níquel e cromo Pode também possuir contaminantes que são o enxofre e o fósforo A origem do Aço se dá a partir do Minério de Ferro Hematita ou ainda da reciclagem de sucatas metálicas que atualmente é fundamental para a produção de Aço Na produção é comum submeter o aço a tratamentos mecânicos com o objetivo de trazer benefícios ao aço por exemplo o aumento da resistência da peça a Tratamentos à Quente Em temperaturas acima de 720C há a modificação da estrutura interna do aço melhorando as características mecânicas por rearranjo dos cristais e homogeneização das peças São os processos de Laminação Forjamento ou Estiramento 137 b Tratamentos à Frio É o chamado Encruamento do aço no qual ocorre a deformação da peça em temperaturas ambientes por meio de esforços A peça terá maior resistência mecânica maior resistência à corrosão e maior ductilidade Os metais ferrosos possuem larga aplicação na construção civil Podemos observar seu uso em chapas lisas e galvanizadas ferro perfilados arames e telas Já as peças de aço podem possuir os seguintes usos na construção civil barras para concreto armado fios arames recozidos perfis estruturais entre outros Ainda podemos usar o aço para estruturas metálicas pois são leves mais rápidos para a montagem e permitem grande variedade de formas Além disso as características mecânicas que permitem esses usos podem ser observadas no quadro 42 Quadro 42 Características mecânicas do aço importantes para a construção civil Fonte elaborado pela autora Conclusão Neste bloco entendemos os principais conceitos sobre as madeiras e os materiais metálicos suas propriedades as vantagens e desvantagens desses materiais quais são as classificações da madeira como ocorre o processo de produção das peças metálicas o que são as ligas metálicas o uso dos principais materiais e as 138 características do aço A seguir aprenderemos um pouco sobre as cerâmicas e os vidros Bons estudos REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 6892 Materiais Metálicos Ensaio de tração à temperatura ambiente Rio de Janeiro ABNT 2002 NBR 7190 Projeto de Estruturas de Madeira Rio de Janeiro ABNT 1997 NBR 65061 Materiais Metálicos Ensaio de Dureza Brinell Rio de Janeiro ABNT 2010 NBR 7438 Materiais Metálicos Ensaio de Dobramento Rio de Janeiro ABNT 2016 BAUER L A F Materiais de Construção São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2016 BRASIL Decreto n 62934 de 2 de julho de 1968 Aprova o regulamento do código de mineração Disponível em httpsgoogl7pzlYX Acesso em 9 jan 2021 Referências Complementares BAUER L A F Materiais de Construção São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2008 GHAVAMI K PITANGUEIRA R Fundamentos e propriedades dos materiais sólidos Rio de Janeiro DECPUC Rio 1995 ISAIA G C coord Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais São Paulo Ibracon 2010 139 PATTON W J Materiais de construção para Engenharia Civil São Paulo Editora Pedagógica e Universitária sd PETRUCCI E G R Materiais de construção Porto Alegre Globo sd VERÇOSA E Materiais de construção Porto Alegre Editora da UFRS 2000 140 5 CERÂMICA E VIDRO Apresentação O quinto bloco da nossa disciplina abordará os materiais de construção Cerâmica Vidro e seus derivados Assim iniciaremos nossos estudos com os Materiais Cerâmicos e seus usos como materiais de construção civil Aprenderemos um pouco sobre sua história como são produzidas as cerâmicas suas propriedades e aplicações na construção civil e os principais produtos do material Em seguida iremos aprender como se comportam os vidros nas construções bem como todas as suas propriedades produção tipos e usos na construção Vamos lá 51 Cerâmica conceito e propriedades Os primeiros resquícios da cerâmica foram encontrados entre 10000 aC e 6000 aC no início do período Neolítico na forma de vasos Figura 51 para o armazenamento de grãos e água Primeiramente foi utilizada uma forma mais rudimentar de cerâmica misturando barro com o vime Com o passar do tempo as cerâmicas em geral foram sendo produzidas de forma mais eficaz e com a manipulação do ponto de fusão Como a sua matériaprima a argila barro é de grande oferta o seu uso foi disseminado de forma que em 4000 aC os assírios já usavam a cerâmica na forma vitrificada Na construção civil as cerâmicas estão entre um dos materiais mais antigos utilizados em blocos e telhas 141 Figura 51 Vaso Cerâmico Mas o que é a cerâmica Por definição é um material inorgânico com estrutura cristalizada e não metálica proveniente de argilas Como um material cristalizado sua estrutura apresenta forma simétrica em pequenos cristais A cristalização do material cerâmico propicia maior resistência de tração e compressão resistência aos ataques de produtos químicos e dureza veremos as propriedades dos materiais cerâmicos a seguir A indústria da cerâmica é responsável pela fabricação de pisos azulejos blocos tijolos telhas entre outros Sua matériaprima a argila é composta por minerais de silicatos de alumínio hidratado e junto com a água formam uma pasta plástica Ao secar essa pasta endurece e conserva suas formas é resistente e impermeável A indústria cerâmica brasileira é de grande importância para o país sua participação no PIB Produto Interno Bruto é da ordem de 10 O setor movimenta ao redor de 60000000 toneladas de matérias primas ao ano com reflexos nas vias de transportes e no meio ambiente de lavra de argila BUSTAMENTE e BRESSIANE 2000 142 1 Plasticidade A plasticidade das cerâmicas pode ser definida como a capacidade de moldagem de deformação da peça sem que haja ruptura Essa capacidade de moldagem é a grande vantagem das cerâmicas em relação aos outros materiais de construção A junção da água e argila forma essa pasta capaz de moldar e manter essa forma depois da secagem Vale salientar que a quantidade de água influencia diretamente na resistência mecânica da peça seca A água em excesso é necessária para a fabricação de cerâmicas vitrificadas conforme veremos a seguir 2 Temperatura e a Cerâmica Com o aumento da temperatura há a alteração na consistência das cerâmicas o que faz a pasta enrijecer Esse endurecimento da argila acontece ao controlar a temperatura em três fases A argila é aquecida em tempos determinados e a partir de 600C começam as mudanças químicas na peça Na primeira fase acontece a desidratação química na qual as matérias orgânicas são queimadas Na segunda fase acontece a oxidação da peça e na terceira fase por volta de 950C ocorre a vitrificação 3 Retração No processo de secagem há a perda de água para o ambiente e assim vazios são formados na estrutura Então na presença de vazios a estrutura se retrai Ao retrair podem ocorrer defeitos nas peças já que esse não é um processo uniforme Quanto mais plástica uma peça é mais retrátil ela será Assim a quantidade de água deve ser controlada No quadro 51 temos um resumo de todas essas propriedades 143 Quadro 51 Resumo das propriedades das cerâmicas Fonte elaborado pela autora 52 Cerâmica fabricação O processo de fabricação das cerâmicas obedece a uma ordem preestabelecida extração do barro preparação da matériaprima moldagem secagem cozimento esfriamento e em alguns casos a vitrificação Vejamos essas etapas a seguir com mais detalhes 1 Extração do Barro É importante sabermos que cada peça a ser produzida demanda um tipo adequado de barro Portanto anterior à extração do barro há a escolha que se dá a partir dos seguintes fatores teor de argila que o barro possui composição do barro umidade local granulometria dos grãos qualidade do barro presença de raízes de plantas entre outros Por exemplo se houver muita cal presente na constituição do barro a peça pode queimar devido a umidade e assim quebrar o reboco de uma parede Então há a extração do barro como observado na figura 52 144 Figura 52 Extração de Barro para produção de blocos 2 Preparo da Matériaprima Ao extrair o barro em uma barreira este material é levado para a indústria Ao chegar é realizada a seleção dos lotes adequados ao uso planejado E assim ocorrerá a preparação da argila Esse processo ocorre através do chamado apodrecimento da argila Esse processo consiste em armazenar a argila em um depósito ao ar livre onde é misturada de tempos em tempos com intervalos de descanso Esse processo tem o objetivo de fermentar as partículas orgânicas presentes no barro tornandoas coloidais e assim mais plásticas Além do apodrecimento na preparação há também a separação das impurezas que possam ter no lote E então o material ficará pronto para a maceração A maceração é a etapa de produção que tornará os grãos menores e muitas vezes é feito através de processos elementares com o auxílio de um operário o material é revolvido com pás Nesse momento pode ser adicionado compostos que melhoram o desempenho da argila como a areia fina A etapa seguinte é o amassamento que nada mais é do que homogeneizar a mistura O amassamento pode ser confundido 145 com a própria moldagem podendo haver ou não adição de água nesse processo O amassamento ocorre em máquinas próprias 3 Moldagem A etapa de moldagem servirá basicamente para dar forma à peça figura 54 Nesse processo é adicionada a água e a pasta terá seu formato final Há diversos tipos de moldagem de acordo com o tipo de barro uso final da peça e a quantidade de água adicionada à pasta a Moldagem à Pasta Fluida processo que possui mais água e a pasta será colocada em moldes de gesso A pasta gruda nas paredes do molde porém ao secar irá sofrer o processo de retração e descolar do molde É utilizado para a produção de porcelanas louças e peças com formatos difíceis A pasta possui de 30 a 50 de água em sua composição portanto é a pasta mais plástica do processo b Moldagem à Pasta Plástica foi o primeiro processo desenvolvido possui de 25 a 40 de água na pasta e é utilizado para a produção de vasos pratos tijolos A pasta será moldada em forma de madeira e será coberta por areia c Moldagem à Pasta Plástica Consistente Possui de 20 a 35 de água no processo e a pasta é pressionada a passar por um bocal para a formação de uma espécie de fita Essa fita será cortada no tamanho determinado formando as peças Esse processo é utilizado para tubos cerâmicos tijolos maciços telhas e refratários d Moldagem à seco Possui de 4 a 10 de água na composição da pasta e a moldagem é feita por prensagem As prensas garantem a forma desejada Os produtos possuem uma qualidade excelente pois não há formação de bolhas provenientes da evaporação da água Esse processo é utilizado para refratários ladrilhos azulejos tijolos e telhas 146 Figura 54 Exemplo de moldagem rudimentar 4 Secagem A secagem pode parecer um processo dispensável para a produção de peças cerâmicas contudo essa etapa é importantíssima para que a peça não sofra rachaduras ou fendilhamentos por tensões internas que aparecem pela evaporação não controlada da água O fendilhamento é um fenômeno no qual aparecem pequenas fendas e rachaduras que podem comprometer a resistência final da peça Então é feita uma secagem prévia figura 55 de forma monitorada e uniforme Essa etapa ocorre antes do cozimento da peça A secagem pode levar até seis semanas dependendo do tipo de argila para uma secagem do tipo natural E há quatro processos diferentes de secagem a secagem natural secagem por ar quenteúmido secadores de túnel e secagem por radiação infravermelha A secagem natural é o processo mais demorado de secagem Consiste em grandes galpões com ventilação controlada protegidos do sol Já a secagem por ar quente úmido consiste em colocar as peças em secadores onde recebem ar quente com umidade alta A secagem por secadores em túnel ocorre em verdadeiros túneis que transportam algum ar quente residual dos fornos de cozimento para a secagem das 147 peças Há ainda a secagem por radiação infravermelha processo mais caro e menos usado As peças são expostas a essa radiação para a secagem Esse processo é o de maior rendimento Figura 55 Processo de secagem da cerâmica 5 Cozimento O cozimento é a etapa na qual ocorrem as transformações químicas mais importantes das cerâmicas Essas reações químicas têm tempo previsto temperatura específica e algumas devem ocorrer no começo do processo e outras no fim Devemos controlar a velocidade de aquecimento e de resfriamento das peças Há também questões de escolha do melhor forno e melhor combustível para cada tipo de cerâmica Isso nos dá uma ideia de quão difícil é o processo Em geral as cerâmicas com alta qualidade são levadas duas vezes ao forno Essa estratégia tem como objetivo evitar altas temperaturas na peça de uma vez só Ademais ao realizar dois cozimentos as peças vitrificadas possuirão os esmaltes mais bem fixados Após a primeira vez ao forno a peça se chamará biscoito só após a segunda queima que a peça estará pronta 148 6 Esfriamento O esfriamento das peças deve ser controlado a fim de evitar rachaduras por retração O processo depende de cada tipo de peça cerâmica utilizada 53 Cerâmica e usos na construção civil os blocos e tijolos Caroa alunoa as peças cerâmicas possuem vasta aplicação nas construções civis Esse material é versátil e podem ser classificados de diversas formas A Associação Brasileira de Cerâmica ABC apresenta uma dessas classificações nas quais se destacam os materiais a Cerâmica vermelha abrange materiais de cor avermelhadas telhas manilhas tubos tijolos e blocos figura 56 b Materiais de revestimentos Placas cerâmicas placas de azulejos porcelanatos lajotas pisos bancadas etc c Cerâmica branca acopla louças sanitárias louças domésticas isoladores elétricos cerâmicas artísticas e técnicas d Materiais refratários todas as cerâmicas que suportam altas temperaturas Figura 56 Blocos e tijolos 149 No site da ABNT 82 temos as normas técnicas vigentes que tratam da cerâmica no Brasil Dentre elas estão as especificações técnicas e ensaios que devem ser realizados em cada produto específico E atualmente por ser um material com características de semicondutores despertou grande interesse na indústria da informática e novas pesquisas e novos compostos feitos a partir da cerâmica estão surgindo cada vez mais no mercado A seguir veremos os principais produtos cerâmicos que são utilizados na construção civil Blocos e Tijolos Os blocos cerâmicos e tijolos em geral são muito utilizados na construção civil não é mesmo Mas você sabia que a cerâmica é utilizada muitas vezes com a função de vedação de uma construção Ou seja quando construímos uma parede utilizando somente os blocos e tijolos cerâmicos essa etapa se chama Alvenaria de Vedação A Alvenaria de Vedação não possui função estrutural tendo apenas a função de vedar ou de isolar a área externa daquela construção de sua área interna Quando uma construção utiliza a famosa Alvenaria Estrutural isso quer dizer que no seu método construtivo ela está utilizando Blocos Estruturais Os blocos estruturais da alvenaria estrutural usam blocos de concreto na construção de paredes e divisórias e neste caso a alvenaria possui função estrutural não apenas de vedação Você aprenderá sobre os diversos métodos construtivos na disciplina de Processos Construtivos A seguir as principais especificações sobre os tijolos e blocos cerâmicos a Os tijolos comuns ou maciços de Barro Cozido são mais baratos que outros produtos cerâmicos pois sua matériaprima não necessita um barro de alta qualidade A necessidade de uma correção maior no produto o inviabiliza então é procurado um barro que se adeque a essas condições A moldagem não necessita de grandes processos e a secagem pode até ser realizada manualmente Sua secagem ocorre em grandes telheiros que aproveitam melhor o calor do forno 150 b Os blocos cerâmicos ou tijolos Baianos é um bloco cerâmico com uma linha produtiva mais controlada por isso é mais caro No mercado vemos diversos tipos desse tijolo então é importante exigir as especificações técnicas ao adquirir esse produto Sua fabricação é semelhante aos blocos maciços a diferença é realmente na qualidade do produto É comum nas obras para saber se o produto possui boa qualidade fazer um teste sonoro Esse teste consiste em bater no bloco observando o som emitido se for um som metálico o bloco é considerado de boa qualidade figura 57 Figura 57 Blocos baianos 54 Cerâmica as telhas Está disponível no mercado uma gama de opções em relação às telhas A escolha de cada uma delas está atrelada a fatores como custo e estética Todos os modelos possuem um modo de assentamento específico dessa escolha O barro para as telhas deve ser de melhor qualidade que os utilizados para os blocos mais homogêneos e de espessura mais fina A secagem das telhas deve ocorrer de forma lenta com cuidado para não ocorrer rachaduras que danifiquem a estanqueidade resistência à infiltração das peças 151 Tipos de telhas Há dois tipos básicos de telhas cerâmicas as do tipo capa e canal e as de encaixe As de encaixe devem ter saliências e fendas que permitam a junção encaixe perfeita entre as peças que são todas iguais As telhas do tipo capa e canal são produzidas de duas maneiras diferentes pois funcionam no apoio de peças convexas em peças côncavas ao serem assentadas nos telhados Mesmo as peças capa e canal possuem saliências que impedem um possível deslizamento Cada uma delas possui especificações próprias de dimensões peso inclinação máxima e método de assentamento Veja essas especificações na norma NBR 153102005 Componentes Cerâmicos Telhas Terminologia requisitos e métodos de ensaio Os principais tipos de telhas e suas classificações são a Encaixe as telhas de encaixe são as do tipo romana francesa e termoplan Figura 58 Telhado com telhas francesas 152 Figura 59 Detalhe o encaixe da telha francesa b Capa e Canal as telhas do tipo capa e canal são as do tipo colonial paulista e plan Figura 510 Telhas do tipo capa e canal detalhe construtivo 153 Figura 511 Telhas do tipo colonial 55 Cerâmica os porcelanatos e as cerâmicas brancas As cerâmicas brancas são feitas com uma argila branca de granulometria fina sem ferro na sua composição que dá a cor avermelhada à cerâmica Na superfície vai uma camada vítrea a chamada camada de vitrificação A vitrificação ocorre após o primeiro cozimento da peça no qual é adicionado o vidrado e em seguida é feito o recozimento e o vidrado se transforma em vidro Na categoria de cerâmicas brancas são incluídos azulejos louças de mesa e artística cerâmica sanitária e pastilhas Na figura 512 você encontra alguns exemplos de cerâmica branca 154 Figura 512 Exemplos de cerâmicas brancas em um banheiro Um material cerâmico que tem se destacado muito nas construções da última década é o Porcelanato Esse material cerâmico é utilizado para revestimento em construções que possuem nas suas etapas de fabricação uma tecnologia avançada utilizando altas temperaturas e os materiais mais nobres em sua composição figura 513 O porcelanato tem origem na Itália e se destacou no Brasil a partir dos anos 90 Uma das principais características desse produto é a baixa absorção de água considerada muito baixa diferenciandose dos revestimentos cerâmicos comuns Além disso outra característica do porcelanato é que ele pode apresentar diversas aparências e diversas classificações por exemplo temos os porcelanatos de alto brilho fosco perfeita simulação entre outros Para aumentar a vida útil da peça de porcelanato e dos revestimentos cerâmicos em geral há uma série de recomendações que devemos seguir sempre utilizar os produtos de limpeza indicados pelo fabricante evitar produtos de limpeza que possuam pH ácidos exceto se recomendados pelo fabricante evitar queda de objetos pesados sobre as peças e proteger os pés dos móveis para que não arranhem as peças cerâmicas 155 Figura 513 Aplicação de porcelanato 56 Vidros conceito e propriedades Os primeiros registros da descoberta do vidro datam de 5000 aC porém não se sabe como o material foi descoberto Alguns historiadores acreditam que o vidro foi descoberto a partir do resto de uma fogueira nitrato de sódio e areia da praia mistura que se transformou num líquido branco Em 1500 aC os Egípcios já utilizavam adornos feitos do material e até utilizavamno para a confecção de janelas A mistura básica de sílica carbonato de cálcio óxido de cálcio e calor ou seja o vidro é largamente utilizada na construção civil da atualidade É uma substância inorgânica homogênea e amorfa sua estrutura básica na maioria das vezes é formada por uma rede cristalina com estrutura molecular arranjo molecular semelhante à dos metais Propriedades Possui propriedades que o tornam um material interessante dentro da construção civil é durável impermeável bom isolante térmico bom isolante elétrico e possui 156 baixo índice de dilatação térmica Com o baixo custo a partir do século XX seu consumo expandiu de forma que é utilizado na construção de janelas e até mesmo de pontes figura 514 graças ao avanço tecnológico que o material sofreu Assim temos um material mais resistente e seguro Os vidros possuem uma característica única em relação aos outros materiais ele é o único material que é totalmente reciclável Veremos detalhes ao decorrer deste bloco Figura 514 Ponte de vidro localizada na China no Parque Florestal Nacional de Zhangjiajie 57 Vidros A produção do vidro A produção do vidro segue etapas básicas para todos os tipos de vidro extração da matériaprima fusão a altas temperaturas moldagem e resfriamento O processo de fabricação de vidro artesanal que é chamado Vidro Plano ou Estirado era realizado através do assopramento de ar comprimido no interior de um cilindro figura 515 157 Figura 515 Fabricação de vidro artesanal A fabricação do Vidro Float Ao decorrer dos anos o ar comprido passou a ser introduzido no vidro formando um cilindro de 13 metros por 1 metro de diâmetro para depois de resfriado ser cortado e comercializado O vidro estirado é obtido com um estiramento contínuo até possuir a espessura desejada Esse tipo de fabricação produz um vidro menos resistente e de baixa qualidade comparado com os tipos de vidros que estudaremos a seguir A fabricação do vidro passou por transformações que o tornaram o material de maior qualidade e assim surgiu o Vidro Float O processo de fabricação do Vidro Float é o sistema produtivo mais utilizado na indústria e apresenta uma qualidade superior aos vidros estirados O Vidro Float é obtido ao derramar a mistura vetrificada em estado líquido sobre uma base de estanho também líquido com condições de temperatura controlada Então é formada uma camada que flutua sobre o banho de estanho Essa etapa chamada de Banho de Flutuação é importante para que as superfícies sejam planas à medida que o material é esfriado Veja na figura 516 um resumo das etapas de fabricação do Vidro Float 158 Figura 516 Resumo das etapas de fabricação do Vidro Float Fonte CARVALHO M Fabricação do vidro plano In All About That Glass Disponível em httpsbitly39f9P7C Acesso em 24 mar 2021 58 Vidros vidros de segurança Ao quebrar os vidros comuns podem produzir lâminas que causam acidentes graves Então surgiu a necessidade de vidros que tragam segurança aos usuários ao serem quebrados Assim foram criados os chamados vidros de segurança Temperados Laminados e Aramados A NBR 7199 Projeto execução e aplicações de vidros na construção civil de 1989 estabelece a obrigatoriedade da utilização de vidros de segurança em alguns casos específicos É recomendado o uso desse tipo de vidro em banheiros piscinas vidros a grandes alturas janelas baixas e portas de vidro destinadas à passagem de pessoas em grande quantidade quadro 52 159 Quadro 52 Obrigatoriedade Brasileira para os vidros de segurança segundo a NBR 71991989 Fonte elaborado pela autora a Vidro Temperado Da mesma forma que o aço temperado o vidro temperado possui esse nome pois ambos sofrem um processo de aquecimento com o objetivo de aumentar sua resistência Esse processo aquece o material em altas temperaturas e em seguida resfriao de forma rápida e controlada Dessa forma as faces externas do material são resfriadas e o interior permanece líquido Quando o interior começa a resfriar o material tende a contrair porém como o exterior já está endurecido ele é impedido de fazer esse movimento isso acarreta tensões que tornam o material mais resistente Uma característica muito importante desse material é que caso ocorra algum acidente e ele seja quebrado ele não produzirá lâminas O vidro temperado quebrado se estilhaça em pequenos pedaços figura 517 evitando a possibilidade de grandes ferimentos Os vidros temperados podem ser usados na construção civil de diversas Vidros de Segurança uso obrigatório Telhados claraboias Passagens de vidros Vitrines de lojas Sacadas ou parapeitos Vidraças que dão para o exterior da construção 160 formas como em banheiros mas pode ser usado também em automóveis fogões e móveis Figura 517 Vidro temperado quebrado b Vidros Laminados Os vidros chamados laminados possuem diversas camadas de vidros coladas As chapas de vidro são lavadas secas e levadas para uma câmara de umidade e temperatura controladas Assim ao atingir essas condições é aplicado sobre o vidro um número de camadas préestabelecidas de polivinil butiral PVB resina plástica que irá colar as camadas do vidro É importante que as condições de umidade e temperatura estejam de acordo com as especificações do PVB senão o material poderá ficar defeituoso material com resistência inferior ou vidro embaçado A vantagem e o motivo pelo qual o vidro laminado é considerado um vidro de segurança é que ao quebrar os pedaços do vidro ficarão grudados no PVB Há dois tipos de vidros laminados os que possuem duas camadas de vidro e uma camada de PVB e outro tipo que é composto por três ou mais camadas de vidros e PVB Os vidros laminados podem ser utilizados em fachadas escadas parapeitos aviões parabrisas janelas de carro etc figura 518 161 Figura 518 Vidro laminado c Vidros Aramados O vidro aramado possui esse nome pois em sua composição há uma malha de metal O processo de fabricação consiste em adicionar a malha metálica ao vidro em estado de fusão figura 519 O vidro aramado é considerado um vidro de segurança pois ele é altamente resistente ao fogo ou seja é um material considerado antichama E da mesma forma que o vidro laminado ao quebrar o vidro aramado não produzirá lâminas os fragmentos do vidro ficam grudadas na malha metálica Vidros aramados são utilizados em portas corta fogo janelas e saídas de emergência incêndio 162 Figura 519 Visão lateral de vidro aramado 59 A lã de vidro e a lã de rocha A lã de vidro é um material de construção que atualmente vem sendo muito utilizado portanto faremos agora um pequeno resumo das características dele Primeiramente a lã de vidro é um material feito através da fibra de vidro em pequenas espessuras Como já demonstrado no primeiro bloco a lã de vidro é um poderoso aliado para um ambiente com isolamento acústico e térmico Além disso as lãs de vidro não são inflamáveis logo não propagam o fogo As lãs de vidro são comercializadas em rolos e usualmente são utilizadas no interior das paredes e em forros principalmente se forem de gesso ou drywall Na figura 520 um exemplo de um rolo de lã de vidro 163 Figura 520 Rolo de lã de vidro Neste momento vamos abrir um parêntese para falar de um material parecido com a lã de vidro também utilizado no conforto acústico e térmico das construções que é a lã de rocha A lã de rocha também é um material oriundo de fibras neste caso fibras minerais provenientes de rochas vulcânicas como basalto e calcário No seu processo de fabricação são utilizadas altas temperaturas que produzem os fios A lã de rocha figura 521 também possui aparência filamentosa assim como a lã de vidro Figura 521 Lã de rocha sendo aplicada como forro em uma parede 164 Os dois materiais são ótimos isolantes térmico e acústico Contudo em termos de isolamento acústico as lãs de vidro são mais indicadas na aplicação em forros de paredes de gesso para ambientes pequenos com capacidade para poucas pessoas Mas a lã de rocha em termos de isolamento acústico é mais indicada para ambientes que terão ruídos mais altos Contudo no momento que fizer sua escolha também leve em consideração as características fornecidas pelo fabricante como preço peso e densidade desses materiais por exemplo Conclusão Caroa alunoa chegamos ao final de mais um bloco desta disciplina Neste bloco nós aprendemos os principais conceitos relacionados às cerâmicas e aos vidros Esses materiais são essenciais em uma obra por esse motivo aprendemos suas origens modo de fabricação propriedades e aplicações Vimos em detalhes materiais como os tipos de blocos telhas porcelanatos e vidros de segurança Assim espero que você tenha observado o quão interessante é esse assunto Agora seguiremos para o próximo bloco o último desta disciplina Vamos lá REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 46283 Tintas e Vernizes Avaliação da Degradação de Revestimento Designação da quantidade e tamanho dos defeitos e da intensidade de mudanças uniformes na aparência Rio de Janeiro ABNT 2015 NBR 7199 Vidros na Construção Civil Projeto Execução e Aplicações Rio de Janeiro ABNT 2016 NBR 8219 Tubos e Conexões de PVC e CPVC Verificação do Efeito Sobre Água Requisitos e método de ensaio Rio de Janeiro ABNT 2016 165 NBR 9498 Vidros de Segurança Método de Ensaio de Abrasão Rio de Janeiro ABNT 2015 NBR 10833 Fabricação de Tijolos e Blocos de solocimento com utilização de prensa manual ou hidráulica Procedimento Rio de Janeiro ABNT 2013 NBR 15270 Componentes Cerâmicos Parte 1 Blocos Cerâmicos para alvenaria de vedação Rio de Janeiro ABNT 2005 BAUER L A F Materiais de Construção São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2008 Referências Complementares ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 138181997 Placas Cerâmicas para Revestimento especificação e métodos de ensaio Rio de Janeiro ABNT 1997 NBR 154632007 Revestimentos Cerâmicos Porcelanato Rio de Janeiro ABNT 2007 BAUER L A F Materiais de Construção São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2016 BUSTAMANTE G M e BRESSIANI J C A indústria cerâmica brasileira In Revista Cerâmica Industrial v 5 n 3 maiojunho 2000 Disponível em httpsbitly39cFNRS Acesso em 29 dez2020 EVANGELISTA N TENÓRIO J OLIVEIRA J Pozolanicidade dos resíduos industriais lã de vidro e lã cerâmica In Revista Escola de Minas V 65 p7985 2012 GHAVAMI K PITANGUEIRA R Fundamentos e propriedades dos materiais sólidos Rio de Janeiro DECPUC Rio 1995 166 ISAIA G C coord Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais São Paulo Ibracon 2010 PATTON W J Materiais de construção para Engenharia Civil São Paulo Editora Pedagógica e Universitária sd PETRUCCI E G R Materiais de construção Porto Alegre Globo sd VERÇOSA E Materiais de construção Porto Alegre Editora da UFRS 2000 167 6 OUTROS MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO Apresentação O sexto e último bloco da nossa disciplina abordará diversos materiais de construção aqueles que ainda não aprendemos no decorrer dos blocos anteriores Assim iniciaremos nossos estudos com os Materiais Poliméricos e seus usos como material de construção civil Aprenderemos um pouco sobre como são produzidos suas propriedades tipos e aplicações na construção civil Em seguida estudaremos um material muito importante que as vezes esquecemos de mencionar na lista dos materiais de construção que são as tintas Aprenderemos sua composição tipos aplicações nas construções e suas propriedades Por fim veremos um pouco sobre os vernizes e os impermeabilizantes rígidos que irão fechar nossa disciplina Vamos lá 61 Materiais Poliméricos conceito e propriedades Os materiais poliméricos são os materiais popularmente conhecidos como plásticos mas na verdade são uma mistura polimérica e sintética de compostos carbonáceos com oxigênio nitrogênio hidrogênio elementos inorgânicos e orgânicos Em sua formação há uma fase líquida devido a fatores como temperatura e pressão controlada na sua fabricação sendo passível da moldagem desejada para o produto que será comercializado Possui como denominação material artificial figura 61 para se diferenciar dos outros materiais moldáveis como aços e vidros que são considerados materiais não artificiais 168 Figura 61 Tubulação de plástico utilizada em construções Apesar de ser um material desenvolvido em um período anterior à Segunda Guerra Mundial os materiais poliméricos possuíam na época pouca utilidade na construção civil De acordo com Bauer 2008 isso se deve em parte pela cultura conservadora da área Contudo há alguns anos o próprio material vem se provando excelente em construções civis sendo cada vez mais usado na área principalmente em forma de tubulações e conexões Vejamos a seguir alguns dos principais materiais e suas aplicações 62 Materiais Poliméricos A Fabricação do Plástico Para a obtenção da forma final há diversos processos de fabricação Porém todos possuem algo em comum condições prédefinidas de temperatura e pressão O processo tem como objetivo final chegar aos monômeros e polímeros a Primeiramente as matériasprimas chamadas básicas sofrem processos de transformação com a ação da temperatura e pressão como citado acima As matériasprimas chamadas básicas são principalmente o petróleo a areia o carvão o calcário o cloreto de sódio a matéria vegetal etc b Após a primeira transformação as matériasprimas básicas se tornam as matériasprimas intermediárias que formam os monômeros 169 c O conjunto de monômeros iguais ou a mistura de monômeros diferentes polímeros é a base de todos os produtos de origem plástica Quadro 61 Processo básico de fabricação do plástico Fonte elaborado pela autora A classificação do Plástico Os plásticos são divididos em três tipos a Termofixos os plásticos termofixos derretem a certa temperatura tornando possível o processo de moldagem do material Ao endurecer o material sofre uma reação química irreversível tornandoo incapaz de reciclagem Possui resistência e durabilidade maior que os outros tipos contudo fica quebradiço ao quebrar Exemplo resina epóxi b Termoplásticos é um tipo de plástico que também derrete a certa temperatura e assim pode ser moldado Ao sofrerem o processo de aquecimento os plásticos termoplásticos não perdem suas características portanto são recicláveis ao contrário dos plásticos termofixos Exemplo PVC cloreto de polivinila Matéria prima básica Matéria prima intemediária Monômero Plástico Temperatura e pressão 170 c Elastômeros São as chamadas borrachas sintéticas Possuem alta elasticidade e as peças conseguem se deformar antes de romper Exemplo Silicones polisiloxano Principais propriedades dos materiais poliméricos Os plásticos possuem diversas características positivas Uma de suas principais vantagens é o seu baixo peso específico que para a construção civil é importante em termos de carga total daquela construção Além disso os plásticos possuem as seguintes vantagens alguns possuem baixo custo de produção e processos de fabricação relativamente simples são amorfos são isolantes elétricos e acústicos podem ser flexíveis alguns possuem alta durabilidade são impermeáveis e podem ser coloridos Ao que diz respeito às desvantagens podemos mencionar a baixa resistência aos esforços de tração e impactos em geral há também baixa resistência dos plásticos ao calor e às intempéries Além disso como os plásticos são derivados de hidrocarbonetos para alguns tipos há desvantagens relacionadas à variação do custo total do material Então se os produtos de plástico estiverem mais caros no mercado eles acabam concorrendo com outros materiais como os metais e dessa forma o plástico acaba se tornando menos competitivo economicamente 63 Materiais Poliméricos tipos e usos na construção civil PVC Isopor polietileno acrílico resinas e silicones Os plásticos dão origem a diversos produtos utilizados na construção civil Nesta seção veremos os principais produtos oriundos do material e sua principal indicação de uso 171 PVC Cloreto de Polivinila As instalações hidrossanitárias são responsáveis pela rede de abastecimento hidráulico de uma construção as tubulações de aço galvanizados foram substituídas aos poucos pelo PVC que é um material muito mais leve que o primeiro Atualmente o PVC é muito utilizado na construção civil sendo o plástico de maior utilização neste ramo Ele é composto por uma mistura de acetileno e cloreto de hidrogênio e é classificado como um termoplástico Seu baixo custo fácil montagem e o fato de ser imune à corrosão tornao adequado para o uso em tubos e conexões de águas frias e esgotos o que explica o seu sucesso figura 62 O PVC comum possui algumas limitações só funciona bem para águas frias e em locações baixas pois podem romper em alta pressão e alta temperatura A norma NBR 568899 Sistema prediais de água pluvial esgoto sanitário e ventilação Tubos e conexões de PVC tipo DN requisitos rege as condições básicas para o bom funcionamento dos produtos oriundos desse material Para atender solicitações maiores atualmente são produzidas peças mais resistentes como o PVC de pressão para resistir a maiores pressões o PVC pesado que pode ser rosqueado e o PVC leve adequado para baixas pressões Há no mercado as telhas de PVC criadas com comprimentos de até 20 metros translucidas ou opacas Existem também peças feitas para a substituição das borrachas isolantes para a aplicação em instalações elétricas 172 Figura 62 Tubos e conexões de PVC Isopor Poliestireno Expandido O chamado Isopor o Poliestireno Expandido é um polímero do tipo termoplástico oriundo do estireno É um plástico celular rígido que por intermédio de um gás se dilata com o aumento da temperatura e então as células de isopor são comprimidas e moldadas Após esse processo o produto é cortado em chapas de espessuras requeridas Por ser leve barato e um bom isolante térmico e acústico o isopor se torna ideal para aplicar como forma de recheio para forros e divisórias como podemos observar na figura 63 Além disso possui baixa absorção da umidade elevada resistência à ácidos e é reciclável Atualmente ele também é utilizado na fabricação de concretos leves sendo misturado à massa do concreto no lugar de parte dos agregados 173 Figura 63 Placas de isopor aplicadas como forro Isopor Poliestireno O plástico do tipo poliestireno é flexível possui baixa resistência mecânica e baixa resistência ao calor Mas é muito utilizado pelo baixo custo e fácil trabalhabilidade É comercializado sob forma de folhas em rolo e serve basicamente para a proteção de outros materiais Quadro 62 Usos do Poliestireno na construção civil Fonte elaborado pela autora 174 Acrílico Polimetilmetacrilato O Acrílico é um plástico do tipo termoplástico transparente incolor e rígido obtido a partir do ácido metacrílico e do álcool metílico Possui alta resistência é leve e é considerado nobre devido sua semelhança com o vidro Na construção civil é utilizado basicamente em divisórias de banheiros box mas também pode ser utilizado como paredes divisórias e em peças de decoração figura 64 Figura 64 Banheiro com bancada e pia em acrílico Outros materiais poliméricos utilizados na construção civil Há uma infinidade de plásticos que podem ser empregados na construção civil Vimos nos itens anteriores os mais utilizados A seguir veremos resumidamente outros que também merecem destaque 175 a Fiberglass fibra de vidro combinada com resinas de poliéster É utilizado principalmente para a confecção de peças sanitárias fôrmas de concreto painéis para divisórias entre outros b Resinas grande utilização nas indústrias de tintas e vernizes veremos com destaque no próximo subtema c Resinas epóxi possui como matériaprima básica o epicloridrina e bisfenol ambos oriundos do gás natural São aplicados como adesivos selantes revestimentos e pavimentação Seu uso é adequado às características de dureza e resistência à abrasão que são atributos do material d Neopreni são borrachas sintéticas utilizadas e classificadas como elastômeros Possuem maior aplicação como impermeabilizantes pois são resistentes à ação de intempéries e Silicones oriundos do silício e possuem particularidades das resinas sintéticas Seu uso se restringe somente à proteção de superfícies contra intempéries 64 Tintas conceito e principais componentes e propriedades As tintas são materiais indispensáveis nas obras civis não é mesmo Vejamos a seguir quais são suas principais características tipos componentes e aplicações Tintas A camada líquida aplicada sobre uma superfície lisa a fim de protegêla contra corrosões é chamada tinta Ela faz parte de uma série de produtos utilizados para esse fim e é a mais utilizada A tinta é uma suspensão química e além de proteger as superfícies também servem para outras finalidades como colorir decorar inibir a ação de fungos e bactérias podem ser luminescentes e ainda possuir propriedades resistentes ao calor e à prova de fogo 176 1 Os principais componentes das Tintas A tinta é uma verdadeira mistura de componentes Cada componente possui uma função específica dentro da tinta A tinta de boa qualidade deve possuir esses componentes funcionando de forma coordenada a Os veículos Para as tintas a óleo os veículos são os componentes da tinta responsáveis pela formação da película sólida que a tinta deverá formar veremos os detalhes das tintas a óleo a seguir neste bloco Quimicamente os veículos são óleos derivados dos ácidos graxos misturados com glicerina Os veículos devem ser resistentes aderentes às superfícies flexíveis e ter poder secativo O poder secativo é a principal utilidade dos veículos propriedade encarregada pela formação da película sólida Podemos utilizar alguns óleos naturais como o óleo de linhaça ou de soja Mas atualmente há um processo de melhoramento químico dos veículos com a adição de resinas que traz melhor aderência às tintas maior flexibilidade e secagem mais rápida b Os solventes Em termos de armazenamento o menor volume dos produtos é um fator interessante economicamente para as fábricas Além disso a alta viscosidade da tinta mantém a tinta estável quimicamente sem sedimentação de outros componentes Assim o solvente é o componente da mistura que deve dissolver a tinta ao aumentar a viscosidade do líquido tornando fácil sua aplicação às superfícies O solvente poderá ser misturado no momento da aplicação do produto O poder de dissolver dos solventes nesse caso inclui os vários óleos e resinas componentes da tinta Além disso os solventes trazem consigo a vantagem de evitar alguns defeitos que possam ocorrer na aplicação como películas malformadas O solvente deve possuir velocidade de evaporação controlada A volatilidade dos solventes é escolhida com base no tempo e método de aplicação da tinta específica 177 Esses fatores influenciarão o tempo de secagem da tinta aplicada Os solventes são substâncias derivadas do petróleo ou dos aguarrás mistura de hidrocarbonetos alifáticos c Os Secantes Os secantes são substâncias que atuam secando as tintas após a aplicação São catalisadores de absorção do oxigênio presente na atmosfera geralmente constituídas de sabões resinados e naftenatos Contudo uma tinta de boa qualidade deve controlar as quantidades dos secantes das tintas pois em excesso podem formar películas quebradiças após a aplicação d Os Pigmentos Os pigmentos são os responsáveis por dar cor à película São constituídos de pequenas partículas de forma cristalina insolúveis aos outros componentes da tinta A principal propriedade dos pigmentos é o Poder de Cobertura que reflete a capacidade que o pigmento possui de cobrir uma área O poder de cobertura é estabelecido a partir do tamanho das partículas pigmentadas e do índice de refração dele uma propriedade intrínseca do pigmento Os pigmentos de mesma composição podem ter cores com tonalidades diferentes devido ao tamanho das partículas Quanto menor for a partícula mais opaca a cor se torna com menos brilho Já partículas maiores providenciam cores mais vibrantes e brilhosas às tintas Os pigmentos promovem à tinta maior resistência menor flexibilidade maior dureza e podem afetar negativamente a resistência às ações de intempéries e corrosões São constituídos de substâncias inorgânicas como óxido de ferro cromato de chumbo óxido de zinco entre outros No mercado é cada vez comum o uso de componentes 178 orgânicos como o vermelho de toluidina e ainda há outros componentes das tintas que funcionam melhorando o produto Veja a seguir os principais componentes estudados Quadro 63 Resumo dos componentes das tintas Fonte elaborado pela autora 65 Tintas classificação a óleo a água caiação e usos específicos O mercado das tintas está em avanço constante Nesse sentido os catálogos comerciais dos fabricantes de tinta seriam a melhor maneira de demonstrar a classificação e diferenciação das tintas que estão disponíveis no mercado de forma mais atualizada Nos itens posteriores deste bloco trataremos mais a fundo as principais classificações das tintas tintas a óleo e as tintas plásticas Isso posto segue uma préclassificação dos produtos que estão disponíveis Óleos Secativos aumentam a resistência Responsável pelo endurecimento da película Veículos Devem ser adicionados posteriormente Diminuem a viscosidade do líquido Solventes Atuam secando a película Devem ter suas quantidades controladas Secantes Promovem cor às tintas Devem possuir alto poder de cobertura Pigmentos Mais baratas que os pigmentos promovem cor mas não possuem grande poder de cobertura Cargas Desintegração da película por ação das intempéries pode ser prevenida por pigmentos de boa qualidade Pulverização 179 Quadro 64 Classificação das Tintas Fonte elaborado pela autora Tintas a óleo As tintas a óleo são compostas de veículos solventes secantes pigmentos e cargas As tintas a óleo são susceptíveis à ação do tempo em especial à ação dos raios ultravioletas A pulverização ocorre na destruição dos polímeros por essa ação e pode ser evitada pela adição de pigmentos especiais que resistem absorvendo esses raios As tintas a óleo podem também ter uma tendência de formar um gel quando deixado em repouso Ao agitarmos o recipiente da tinta esse gel se desfaz e assim ela fica pronta para o uso porém se deixado em repouso o gel se formará novamente O gel é maléfico às tintas pois podem formar manchas na aplicação As tintas a óleo que se tornam fluidas pelo toque do pincel não formam gel e deixam menos manchas na aplicação são chamadas Tintas Tixotrópicas Elas funcionam de modo que as manchas não se formam à medida que são aplicadas devido a adição de uma pequena quantidade de resinas sabões e água 180 Tintas Plásticas à base de Água As emulsões são dois líquidos que não se misturam e podem estar dispersos um no outro em forma de gotículas Para tornar um líquido estável e misturar esses líquidos é necessário utilizar um outro líquido chamado agente emulsionante que funcionará como uma cola entre os dois líquidos Assim funcionam as tintas plásticas emulsionáveis que são formadas por resinas não solúveis em água e água portanto são classificadas como emulsões Os agentes emulsionantes que irão ligar a resina e a água no caso das tintas podem ser gelatinas sabões albuminas e outros coloides Havia no senso comum uma falsa crença de que as tintas plásticas emulsionáveis não eram duráveis Todavia com o avanço da área as tintas emulsionáveis já podem ser usadas até em áreas externas com ações de intempéries As tintas à base de água possuem composição bastante diferente entre seus fabricantes Cada fábrica é responsável por uma composição de acordo com o uso final da tinta então a seguir citaremos os principais componentes e suas respectivas funções dentro da tinta plástica a Plastificante ajuda na junção das partículas de resina presentes nas tintas plásticas Porém em excesso influenciam a dureza e flexibilidade da tinta e por isso devem ser colocados em pequenas quantidades b Aditivos fornecem de modo geral a estabilização das tintas principalmente os aditivos anticongelamento que impedem a tinta de congelar em locais frios c Antiespuma como o nome diz atuam reduzindo a formação de espumas que porventura possam aparecer ao toque do pincel e a tinta d Látex monômero artificial quando presente se dá o nome de Tintas Látex Se diferencia na evaporação do solvente presente as estruturas restantes não voltam a dissolver em água resistindo às chuvas por exemplo e Pigmentos atuam promovendo a cor da tinta visto no item anterior 181 f Cargas atuam na prevenção da sedimentação dos pigmentos semelhante à atuação nas tintas a óleo g Agente Emulsionante como já vimos irá funcionar estabilizando a mistura Além disso ajuda no poder de cobertura da tinta plástica homogeneizando a tinta e dispersando os pigmentos Como escolher a melhor opção entre todas as tintas disponíveis Devemos sempre seguir as orientações dos fabricantes de acordo com o uso da tinta superfície a ser pintada alvenaria concreto madeira etc local que será pintado área interna ou externa Contudo há algumas características que devem ser observadas ao escolhermos uma tinta Quadro 65 Diferenças das tintas à base de Óleo e Água Fonte elaborado pela autora Caiação A cal é um aglomerante bastante utilizado na construção civil um material versátil Dentre os diversos usos da Cal há o chamado Caiação que é uma espécie de pintura 182 utilizando o leite de cal O leite de cal é uma solução com base de água que resulta em uma pintura branca Você já deve ter observado aquelas construções antigas com as fachadas branquinhas em cidades históricas não é Pois é nelas provavelmente foi utilizada a caiação como técnica de pintura figura 65 A caiação exige mais de uma camada pois é uma tinta pouco resistente se comparada com as outras que vimos anteriormente Podemos adicionar cola de caseína para aumentar essa resistência Além disso podemos comprar no mercado o leite de cal em pó e adicionar somente a água de acordo com as recomendações do fabricante Figura 65 Caiação como técnica de pintura é uma técnica muito utilizada antigamente 183 66 Vernizes conceito usos propriedades e tipos Os vernizes são uma mistura que produzem uma película sólida transparente ou translúcida ao aplicarmos em uma superfície impermeabilizandoa e protegendoa das ações externas É uma solução de resinas naturais ou sintéticas mais um veículo e um solvente Existem dois tipos de vernizes os a base de óleo e os a base de solvente Tipos de Vernizes a Verniz à base de óleo contêm na sua composição uma resina e um óleo secativo Funciona através de reações químicas entre o oxigênio presente na atmosfera e os polímeros presentes no verniz transformandoo em uma película sólida b Verniz à base de solventes se solidificam através da evaporação do solvente Propriedades dos vernizes As propriedades das resinas e dos óleos que compõem os vernizes são os influenciadores das propriedades dos vernizes A proporção dos óleos em relação às resinas implica na flexibilidade do verniz quanto maior a quantidade dos óleos em proporção às resinas maior a flexibilidade Os óleos utilizados nos vernizes são geralmente acetato de amila acetonas metiletilcetona dioxano e álcoois Os semelhantes às cargas para os vernizes são líquidos não solventes das resinas e servem para a diminuição da viscosidade Já entre os plastificantes são empregados os poliésteres óleo de mamona dibutilftalato e o triortocresol A película sólida que é formada pela aplicação dos vernizes ocorre por cura térmica 184 Como visto anteriormente com as tintas os componentes adicionais irão compor as propriedades variadas dos vernizes também Então para cada uso do verniz há no mercado um verniz adequado Por exemplo um verniz próprio para madeira talvez não funcione bem para o ferro E um verniz apropriado para áreas internas não será resistente suficiente às condições climáticas de uma área externa figura 66 Figura 66 Impermeabilização de peça de madeira com verniz na fase líquida 67 Impermeabilizantes rígidos Caroa alunoa para finalizarmos este bloco iremos estudar os impermeabilizantes rígidos que também são muito utilizados nas obras em geral Os impermeabilizantes rígidos podem ser definidos de forma mais simples como uma mistura de um aglomerante o cimento com um aditivo proveniente de um material polimérico e apresentado em estado líquido aplicado como uma tinta Você já aprendeu sobre os sistemas de impermeabilização flexíveis no primeiro e no segundo bloco desta disciplina mas vamos fazer uma pequena revisão os impermeabilizantes flexíveis são aqueles que utilizam as mantas em sua aplicação ou seja são as mantas asfálticas e poliméricas Essa revisão é necessária para que 185 possamos entender as aplicações de cada um desses sistemas os sistemas de impermeabilização flexíveis e rígidos Quadro 66 Aplicações e principais materiais utilizados como impermeabilizantes flexíveis e rígidos Fonte elaborado pela autora Conclusão Caroa alunoa chegamos ao final da nossa jornada no mundo dos materiais de construção civil Por fim neste bloco nós aprendemos os principais conceitos relacionados aos materiais poliméricos os plásticos seguidos pelas tintas e vernizes e por fim os impermeabilizantes rígidos Todos esses materiais que vimos ao longo desta disciplina são importantíssimos para uma obra não é mesmo Ao final da disciplina espero que você tenha fixado um conceito importante não existe material bom ou ruim na verdade o que podemos ver na prática é o material sendo bem ou mal aplicado àquela situação específica Dessa forma espero que você tenha gostado do mundo dos materiais de construção civil e te desejo bons estudos neste curso até a próxima Impermeabilizantes Rígidos Usos Estruturas que não se deformam próximos ao solo piscinas reservatórios enterrados e fundações Produto Argamassas impermeáveis argamassas poliméricas cimentos cristalizantes e cimentos com polímeros Impermeabilizantes Flexíveis Usos Estruturas sujeitas a algum grau de deformação ou dilatação térmica geralmente aplicados a estruturas superiores como lajes piscinas e reservatórios em coberturas Poduto Membranas asfálticas membranas poliméricas mantas préfabricadas membranas termoplásticas 186 REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS ABNT NBR 46283 Tintas e Vernizes Avaliação da Degradação de Revestimento Designação da quantidade e tamanho dos defeitos e da intensidade de mudanças uniformes na aparência Rio de Janeiro ABNT 2015 NBR 8219 Tubos e Conexões de PVC e CPVC Verificação do Efeito Sobre Água Requisitos e método de ensaio Rio de Janeiro ABNT 2016 BAUER L A F Materiais de Construção São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2008 Referências Complementares BAUER L A F Materiais de Construção São Paulo Livros Técnicos e Científicos Editora SA 2016 BUSTAMANTE G M e BRESSIANI J C A indústria cerâmica brasileira In Revista Cerâmica Industrial v 5 n 3 maiojunho 2000 Disponível em httpsbitly39cFNRS Acesso em 29 dez 2020 GHAVAMI K PITANGUEIRA R Fundamentos e propriedades dos materiais sólidos Rio de Janeiro DECPUC Rio 1995 ISAIA G C coord Materiais de construção civil e princípios de ciência e engenharia de materiais São Paulo Ibracon 2010 PATTON W J Materiais de construção para Engenharia Civil São Paulo Editora Pedagógica e Universitária sd PETRUCCI E G R Materiais de construção Porto Alegre Globo sd VERÇOSA E Materiais de construção Porto Alegre Editora da UFRS 2000